【算法】两数之和(暴力求解+哈希表)

本题来源---《两数之和》。

题目描述

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:

复制代码
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:

复制代码
输入:nums = [3,2,4], target = 6
输出:[1,2]

示例 3:

复制代码
输入:nums = [3,3], target = 6
输出:[0,1]

叫我们一起来看看本道题怎么解决吧!

解法一:暴力求解

解法二:哈希表

解法一:暴力求解

通过枚举数组中的每一个数 x,寻找数组中是否存在 target - x。主要就是用for循环遍历整个数组的方式寻找 target - x 时,需要注意到每一个位于 x 之前的元素都已经和 x 匹配过,因此不需要再进行匹配。而每一个元素不能被使用两次,所以我们只需要在 x 后面的元素中寻找 target - x。

代码如下:

复制代码
int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) 
{
    int       i,j;

    for(i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        for(j = i+1; j < numsSize; j++)
        {
            if(nums[i] + nums[j] == target)    //满足条件
            {
                *returnSize = 2;
                int *array = (int *)malloc(sizeof(int)*2);
                array[0] = i;
                array[1] = j;
                
                return array;
            }
        }
    }
    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

这里容易被误解的地方我个人认为是传入参数的意义。

(1)*nums:即题中给定的整数数组,

(2)numSize:即该整数数组大小,

(3)target:即给定的整数目标值,

(4)*returnSize:即所要返回数组的大小。

复杂度分析:

  1. 时间复杂度:O(N^2),其中 N是数组中的元素数量。最坏情况下数组中任意两个数都要被匹配一次。

  2. 空间复杂度:O(1)。

解法二:哈希表

图解:(参考示例 2)

共三步:

  1. 算出当前数字和目标数字(target)的差值
  2. 检查哈希表中是否存在该差值,存在就返回该结果。
  3. 不存在,当前数字作为key,索引作为value存入哈希表

代码如下:

复制代码
struct hashTable    //定义哈希表
{
    int             key;
    int             val;
    UT_hash_handle  hh;
};              

struct hashTable*       hashtable;

struct hashTable*    find(int ikey)
{
    struct hashTable*    tmp;
    HASH_FIND_INT(hashtable,&ikey,tmp);    //查看hashtable中是否存在ikey值,存在则返回tmp指向该值,不存在则返回NULL
    return tmp;
}

void insert(int ikey,int ival)

{
        struct hashTable*   tmp = malloc(sizeof(struct hashTable));
        tmp->key = ikey;
        tmp->val = ival;
        HASH_ADD_INT(hashtable,key,tmp); //哈希表不存在ikey值,将ikey作为key,ival作为val存入哈希

}

int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) 
{
   int      i;
    hashtable = NULL;

    for(i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        struct hashTable*    it = find(target-nums[i]);    //检查哈希表中是否存在该差值
        if(it != NULL)    //哈希表中存在该差值
        {
            int*    ret = malloc(sizeof(int)*2);
            ret[0] = it->val;
            ret[1] = i;
            *returnSize = 2;
            
            return ret;
        }
        insert(nums[i],i);    //哈希表中不存在该差值,当前数字作为key,索引作为value存入哈希表
    }
    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

复杂度分析:

  1. 时间复杂度 :O(N),其中 N 是数组中的元素数量。对于每一个元素 x,我们可以 O(1)地寻找 target - x。

  2. 空间复杂度:O(N),其中 N是数组中的元素数量。主要为哈希表的开销。

第一次做算法题,有很多不足与欠缺,欢迎大家与我讨论!

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