1. 兩數(shù)之和(two-sum)

兩數(shù)之和(two-sum)

這是LeetCode上一道十分經(jīng)典的題目,存在多種解法惦界,難度是簡單挑格,但后面難度更高的三數(shù)之和、四數(shù)之和沾歪,其實(shí)也是由這道題演變而來的漂彤。

題目

給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組 nums 和一個(gè)目標(biāo)值 target,請你在該數(shù)組中找出和為目標(biāo)值的那 兩個(gè) 整數(shù)瞬逊,并返回他們的數(shù)組下標(biāo)显歧。你可以假設(shè)每種輸入只會(huì)對應(yīng)一個(gè)答案仪或。但是确镊,你不能重復(fù)利用這個(gè)數(shù)組中同樣的元素。

示例:

給定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因?yàn)?nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9

所以返回 [0, 1]

來源:力扣(LeetCode)
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/two-sum

解題

方法一: 暴力法

暴力法很邏輯很簡單范删,采用兩輪錯(cuò)位嵌循環(huán)蕾域,計(jì)算兩個(gè)位置的數(shù)字之和是否等于目標(biāo)值,因?yàn)轭}目中說明了只有兩個(gè)整數(shù)的和是等于target到旦,所以一旦找到直接 return 就行旨巷,十分簡單粗暴。

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        for i in range(len(nums) - 1):
            for j in range(i + 1, len(nums)):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return i, j

這種寫法很好理解添忘,得益于Python語言的簡潔采呐,上面核心部分的代碼甚至可以簡化為一行:

chain.from_iterable([[i, j] for i in range(len(nums) - 1) for j in range(i + 1, len(nums)) if nums[i] + nums[j] == target])

因?yàn)槭乔短籽h(huán),所以時(shí)間復(fù)雜度是O(N^2)搁骑,空間復(fù)雜度是O(1)斧吐,提交了也沒毛病,在所有 python 提交中擊敗了31.08%的用戶仲器,這種方法在運(yùn)行效率上不是很高煤率。面試時(shí)如果沒有太好的思路,可以嘗試用暴力法來解決乏冀。如果能在短時(shí)間內(nèi)寫出上面的代碼蝶糯,至少說明你對語言本身還是很熟練的,代碼的功底也還可以辆沦。

方法二:哈希大法

正確的思路是采取空間換時(shí)間的辦法昼捍,使用一個(gè)哈希表緩存识虚。思路如下:

  1. 題目要求我們找出兩個(gè)和為target的數(shù),也就是 nums[i] + nums[j] = target妒茬。

  2. 轉(zhuǎn)換一下舷礼,也就是 target - nums[i] = nums[j]

  3. 把nums[i]和i以鍵值對的形式存到哈希表中郊闯,注意存的是{值:下標(biāo)}這種格式 妻献。

  4. 由此可以看出,我們下次再遍歷nums的時(shí)候团赁,如果哈希表中存在一個(gè)數(shù)是target與當(dāng)前數(shù)的差育拨,那么那個(gè)數(shù)就是我們要找的數(shù)。而哈希表中查詢的時(shí)間復(fù)雜度是O(1)欢摄,所以整體函數(shù)的效率提高了一個(gè)數(shù)量級熬丧。

  5. 再一次循環(huán)nums,這次一邊循環(huán)一邊檢索第4步存儲(chǔ)的哈希表怀挠,如果能檢索到析蝴,說明符合條件,立即返回绿淋,over闷畸。這里面有一個(gè)小坑,如果有一個(gè)數(shù)n吞滞,target與n的差恰好也等于n佑菩,這樣就會(huì)在哈希表中查詢到n自己,顯示是不符合題目要求的裁赠,所以在判斷的時(shí)候要注意過濾掉殿漠。

    代碼如下:

    class Solution(object):
        def twoSum(self, nums, target):
            d = {n: i for i, n in enumerate(nums)}
            for i, n in enumerate(nums):
              # 在哈希表中查詢的時(shí)候,注意過濾掉當(dāng)前數(shù)自身
                if target - n in d and d[target - n] != i:
                    return i, d[target - n]
    

    方法二一共遍歷了兩次nums佩捞,時(shí)間復(fù)雜度為O(2N)绞幌,同時(shí)引入一個(gè)新的字典,空間復(fù)雜度變成了O(N)一忱,所以說是用空間換時(shí)間莲蜘。

方法三:優(yōu)化的哈希大法

方法二的其實(shí)還可以再優(yōu)化一下,只用遍歷一次nums就可以得到結(jié)果掀潮。在遍歷的同時(shí)把數(shù)據(jù)寫入哈希表中菇夸,并進(jìn)行查詢,這樣最壞的情況下時(shí)間復(fù)雜度也就是O(N)仪吧。

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        d = {}
        for i in range(len(nums)):
            if target - nums[i] in d:
                return i, d[target - nums[i]]
            d[nums[i]] = i
            

因?yàn)樵谧值渲胁樵兊臅r(shí)候庄新,當(dāng)前數(shù)字還沒有放到哈希表中,所以省去了一個(gè)判斷條件,代碼邏輯變的更加簡單择诈。

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