leetcode-[1]两数之和

leetcode 001两数之和(Easy)(数组)

leetcode-[1]两数之和(Easy)(数组)

题目说明

//给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那 两个 整数,并返回它们的数组下标。 
// 你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,数组中同一个元素在答案里不能重复出现。
// 你可以按任意顺序返回答案。
//
// 示例 1:
//输入:nums = [2,7,11,15], target = 9
//输出:[0,1]
//解释:因为 nums[0] + nums[1] == 9 ,返回 [0, 1] 。
//
// 示例 2:
//输入:nums = [3,2,4], target = 6
//输出:[1,2]
//
// 示例 3:
//输入:nums = [3,3], target = 6
//输出:[0,1]
//
// 提示:
// 2 <= nums.length <= 104
// -109 <= nums[i] <= 109
// -109 <= target <= 109
// 只会存在一个有效答案
//
// 进阶:你可以想出一个时间复杂度小于 O(n2) 的算法吗?
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题目分析

从目标数组中找到两个数,使其相加的结果等于target的值,题目告知一定会有一个有效答案

解题思路

方法一:暴力破解法

  1. 双层for循环遍历,第一层for循环算出与目标下标与target的差值,第二层for循环进行元素匹配,匹配成功后则返回第一层,第二层for循环对应的下标。
  2. 时间复杂度: O(n2)
/**
* 解题思路:双层for循环
* 第一层for循环计算target与当前元素的差值
* 第二层for循环比较差值,一致则返回
* 注意:第一层for循环的结束条件是 nums.length - 1, 第二层for循环的开始条件是 int j = i + 1, 始终保证是两个不同的元素在进行计算。
* <p>
* 执行耗时:37 ms,击败了44.35% 的Java用户
* 内存消耗:41.5 MB,击败了53.18% 的Java用户
*/
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
int diff = target - nums[i];
for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
if (diff == nums[j]) {
return new int[]{i, j};
}
}
}
return null;
}

方法二:双指针遍历法

  1. 数组中使用两个指针,begin指针指向数组头部,end指针指向数组尾部
  2. 通过end指针获取数组元素,计算差值diff
  3. 比较头部指针对应的数组元素,如与差值diff相同,则返回两个指针,如不相同,则向后移动头部指针
  4. 当头部指针移动到与尾部指针相同的位置还未匹配到时,说明此轮循环未匹配到目标元素,则将头部指针重置为0,尾部指针前移一位,在重复步骤2,3
  5. 时间复杂度: O(n2)
/**
* 解题思路:
* 1. 双指针遍历数组,计算每一个 target-nums[end]的值
* 2. 对比nums[begin]的值,直到相同则返回
* <p>
* 执行耗时:5 ms,击败了51.74% 的Java用户
* 内存消耗:41.5 MB,击败了5.51% 的Java用户
*
*/
public int[] twoSum2(int[] nums, int target) {
int begin = 0, end = nums.length - 1;
while (end > begin) {
int diff = target - nums[end];
while (end > begin) {
if (nums[begin] == diff) {
return new int[]{begin, end};
}
begin++;
if (end == begin) {
begin = 0;
end--;
break;
}
}
}
return null;
}

方法三:Hash表定位法(进阶)

  1. 构造hashmap,key=数组元素值,value=数组下标
  2. 直接遍历数组,计算当前数组元素与目标值的差值diff
  3. 判断diff是否在hashmap中存在?如果不存在,则将当前数组元素与下标存入hash中。如果存在,则直接返回hashmap中存储的下标和当前遍历到的下标。
  4. 时间复杂度: O(n)
/**
* 解题思路:
* 1. hashmap存储 key=数组元素,value=数组下标
* 2. 判断 target - nums[i] 的值是否在hashmap中存在,存在则返回存储的下标和当前下标i
* 3. 不存在则将nums[i] 和下标i存入hashmap中,以供下个元素去判断
* <p>
* 执行耗时:1 ms,击败了99.34% 的Java用户
* 内存消耗:41.6 MB,击败了5.02% 的Java用户
*/
public int[] twoSumAnsuer(int[] nums, int target) {
Map<Integer, Integer> numsMap = new HashMap<>(nums.length);
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (numsMap.containsKey(target - nums[i])) {
return new int[]{numsMap.get(target - nums[i]), i};
}
numsMap.put(nums[i], i);
}
return null;
}

总结

利用hashmap的特性,建立一套映射关系,这样即可非常快捷的查找出目标元素,利用空间换时间。