[leetcode]170. Two Sum III - Data structure design两数之和III - 数据结构设计

Design and implement a TwoSum class. It should support the following operations: add and find.

add - Add the number to an internal data structure.
find - Find if there exists any pair of numbers which sum is equal to the value.

Example 1:

add(1); add(3); add(5);
find(4) -> true
find(7) -> false

Example 2:

add(3); add(1); add(2);
find(3) -> true
find(6) -> false

 

题目

设计一个数据结构，能像其中添加数，能查找其中是否存在两数相加等于某值。

 

Solution1: HashMap

            

重头戏在find()的实现， 类似two sum的思想：遍历所有的key，同时算出remain = sum - key,  我们的任务是查找

1. key 等于 remain时， 要组成一对pair的条件是map.get(key) >1 

2. key不等于remain， 要组成一对pair的条件是，remain也在map中

 

code

class TwoSum {  // O(1) add, O(n)find

    private Map<Integer, Integer> map;
 
    /** Initialize your data structure here. */
    public TwoSum() {
        map = new HashMap<>();      
    }
    
    /** Add the number to an internal data structure.. */
    public void add(int number) {
        if(!map.containsKey(number)){
            map.put(number, 1);
        }else{
            map.put(number, map.get(number)+1);
        }  
    }
    
    /** Find if there exists any pair of numbers which sum is equal to the value. */
    public boolean find(int value) {
        for (Integer num : map.keySet()){
            int remain = value - num;      
            if (( num == remain && map.get(num) > 1) || num != remain && map.containsKey(remain)){
24                 return true;
            }
        }    
       return false; 
    }
}

 

注意：

我之前写成

            if(remaining != n){
                return map.containsKey(remaining);
            }else{
                if(map.get(n) > 1){
                    return true;
                }
            }

一直想不通逻辑上有什么区别。

比如 

add(3), add(2), add(1),  find(5)

而此时遍历的key是1， 对应remaining = 4 

如果按照错误的思路，程序会直接return map.containsKey(4) -> false 

而程序并没有尝试key是3， 对应remaining = 2,  rreturn true 的情况

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Followup1: 

要求O（1） find

 

思路

1. 在add()操作的时候，就用set做了pre-computation， 来记录 sum for any pair of numbers

2. 如此，在find()操作是，只需要check一下set.contains() 即可

 

代码

// O(n) add, O(1) find
public class TwoSumIII {
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    Set<Integer> set = new HashSet<>();

    public void add(int number) {
        // record sum for any pair of numbers
        for (Integer n : map.keySet()){
            set.add(number + n);
        }
        // key: each item, value: its frequency
        if(!map.containsKey(number)){
            map.put(number, 1);
        }else{
            map.put(number, map.get(number) + 1);
        }
    }
    // set.contains() using O(1) time 
    public boolean find(int value) {
        return set.contains(value);
    }
}