【LeetCode】1. 两数之和

标签：数组，哈希表

链接：

https://leetcode-cn.com/problems/two-sum

描述：

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那两个整数，并返回他们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素不能使用两遍。

示例:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {}

思路：

先考虑一道简单题：如何在一个整数数组 \(nums\) 中查找一个目标值 \(temp\) 。

使用最直接的思路，遍历数组中的元素。

for(int j = 0; j < size; j++){
    if(nums[j] == temp){
        return j;
    }
}

然后，回到本题：如何在一个数组中找出和为目标值的那两个整数。

遍历数组的每一个元素 \(nums[i]\) 时，
 在前段数组中查找是否存在值为 \(target - nums[i]\)。【上面的简单题】

复杂度分析：
 时间复杂度：\(O(n^2)\)
 空间复杂度：\(O(1)\)

C++

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class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            int temp = target - nums[i];
            for(int j = 0; j < i; j++){
                if(nums[j] == temp){
                    return {j, i};
                }
            }
        }
        return {-1, -1};
    }
};

Java

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class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        for(int i = 0; i < nums.length; i++){
            int temp = target - nums[i];
            for(int j = 0; j < i; j++){
                if(nums[j] == temp){
                    return new int[]{j, i};
                }
            }
        }
        return new int[]{-1, -1};
    }
}

优化：使用哈希表

对于上面算法，检查前段数组中是否存在目标元素这一步，比较费时。
可以使用哈希表存储前段数组，加快查找速度，用空间换时间。

遍历数组的每一个元素 \(nums[i]\) 时，
 在哈希表中查找是否存在值为 \(target - nums[i]\)，
 存在，就可以直接返回了
 否则，将当前元素 \((nums[i], i)\) 作为 \((key, value)\) 存入哈希表中

C++

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class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int> map;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            int temp = target - nums[i];
            if(map.count(temp) == 1){
                return {map[temp], i};
            }
            map[nums[i]] = i;
        }
        return {-1, -1};
    }
};

Java

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class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i = 0; i < nums.length; i++){
            int temp = target - nums[i];
            if(map.containsKey(temp)){
                return new int[]{map.get(temp), i};
            }
            map.put(nums[i], i);
        }
        return new int[]{-1, -1};
    }
}