画解算法(1.|画解算法:1. 两数之和)

题目链接 https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/
题目描述 【画解算法(1.|画解算法:1. 两数之和)】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,你不能重复利用这个数组中同样的元素。
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]

解题方案 思路1:两次for循环
  • 利用两次for循环,遍历每一个元素,再将差值与其后元素一一比对,也称为“暴力法”。
  • 时间复杂度为O(n^2):n + (n-1) + .... + 1。
代码
class Solution { public int[] twoSum(int[] nums, int target) { for (int i = 0; i < nums.length; i++) { for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) { if (nums[j] == target - nums[i]) { return new int[]{i, j}; //返回数组最简洁 } } } throw new IllegalArgumentException("No two sum solution"); //非法参数异常 } }

思路2:两遍哈希表
  • “暴力法”时间复杂度高,因为差值要一一和其后元素比较,如果差值一次就能和其他所有元素比较,那么时间复杂度为O(n)。
  • 可以利用哈希表的contains()实现此功能。
  • 因为需要返回索引,所以元素和索引要相关联,所以使用Map结构。
  • 因为要返回索引,假设索引作为key,元素作为value,不能根据value(元素)返回其key(索引),所以元素作为key,索引作为value。
  • 两遍哈希表,第一遍将数据存放到map中,第二遍使用contains方法。
代码
class Solution { public int[] twoSum(int[] nums, int target) { Map map = new HashMap<>(); //引用对象使用可指定存储类型 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { map.put(nums[i], i); //nums[i]做key,虽nums[i]可重复,但此时value为第二个索引,可区分;nums[i]为value,不能根据value反推key(索引)。 } for (int i = 0; i < nums.length; i++) { int key = target - nums[i]; //map.keySet().contains(key);利用&&特性:如果map.containsKey(key)为false,map.get(key)将空指针异常;map.get(key) != i: 索引不同,确保不是同一个元素 if (map.containsKey(key) && map.get(key) != i) { return new int[]{i, map.get(key)}; } } throw new IllegalArgumentException("No two sum solution"); } }

思路3:一遍哈希表
  • 可将第一遍哈希省略,每次循环,将元素、索引存于map,当前元素可与前面的元素比较。
代码
class Solution { public int[] twoSum(int[] nums, int target) { Map map = new HashMap<>(); for (int i = 0; i < nums.length; i++) { int key = target - nums[i]; if (map.containsKey(key)) {//跟前面元素比较,肯定不是同一个元素,所以不比较索引 return new int[]{map.get(key), i}; //i在后 } map.put(nums[i], i); } throw new IllegalArgumentException("No two sum solution"); } }

画解
  • 请看灵魂画师牧码的画解
测试用例
描述 1 2 3 4
nums [2, 7, 11, 15] [3, 2, 4] [3, 3] [2, 5, 5, 11]
target 9 6 6 10

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