题目:给定一个整数数组和一个目标值,找出数组中和为目标值的两个数。
你可以假设每个输入只对应一种答案,且同样的元素不能被重复利用。
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]
解题思路:
1、普通思路-暴力法:遍历
从第一个元素开始,依次与后面的元素相加再与target判断,如全不满足继续从第二个元素开始往后遍历,直至有满足相等条件的元素为止。代码如下
1 public int[] twoSum(int[] nums, int target) {2 for (int i = 0; i < nums.length; i++) {3 for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {4 if (nums[j] == target - nums[i]) {5 return new int[] { i, j };6 }7 }8 }9 }
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- 复杂度分析:时间复杂度:O(n^2).每一个数都尝试与其余数进行比较。空间复杂度:O(1)。无额外扩展空间,常数。
2、哈希表
为了对时间复杂度进行优化,需要使用更高效率的方法查询出数组中对于的结果。在查找元素时,如果找到目标元素则找到其索引取出,保持元素和索引相对应的方式就是使用哈希表。
初始代码如下:
1 public int[] twoSum(int[] nums, int target) { 2 Mapmap = new HashMap<>(); 3 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { 4 map.put(nums[i], i); 5 } 6 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { 7 int complement = target - nums[i]; 8 if (map.containsKey(complement) && map.get(complement) != i) { 9 return new int[] { i, map.get(complement) };10 }11 }12 throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");13 }
首先遍历一遍数组,将数组元素及对应索引放入哈希表中。再进行第二遍遍历数组,检查哈希表中是否存在除其自身外满足条件的元素,存在则返回。从上述代码中可以看出哈希表其实是用空间去换取时间。
其时间复杂度只是对数组进行了遍历故为:O(n),空间复杂度存放了数组的n个元素故为:O(n).
再次分析上述代码,大家可以发现,对数组进行两次遍历似乎是不需要的,在进行比较元素的同时也可以进行哈希表的构建,满足条件时即可返回目标结果,优化后的代码如下:
1 public int[] twoSum(int[] nums, int target) { 2 Mapmap = new HashMap<>(); 3 for (int i = 0; i < nums.length; i++) { 4 int complement = target - nums[i]; 5 if (map.containsKey(complement)) { 6 return new int[] { map.get(complement), i }; 7 } 8 map.put(nums[i], i); 9 }10 throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");11 }
在一次遍历中完成元素遍历比较及哈希表的构建,当然时间复杂度与空间复杂度并没有变化都还是O(n),但在实际的问题处理中效率会略有提升,因为目标结果未必一直在数组的尾部。