LeetCode——1. Two Sum

一.题目链接:https://leetcode.com/articles/two-sum/

二.题目大意:

  给定一个int型数组A和int值a,要求从A中找到两个数,使得这两个数值的和为a;返回结果为一个数组,该数组存储的为这两个数在数组A中的下标。(题目假设结果是唯一的)

三.题解

  1.该题目首先最容易想到的就是暴力破解,只需要两个循环分别遍历数组;这样的话,时间复杂度为O(N2),空间复杂度为O(1),代码如下:

  

int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target) {
int *rs = malloc(sizeof(int)*2);
int i = 0,j = 0;
for(i = 0; i < numsSize; i++)
for (j = i + 1; j < numsSize; j++)
{
if(nums[i] + nums[j] == target)
{
rs[0] = i;
rs[1] = j;
return rs;
}
}
return rs;
}

  2.由于O(N2)的时间复杂度效率太低,有没有更好的方法?我们只需想方设法优化第二个for循环即可(第一个for循环一般无法优化,因为该程序至少要遍历一次);可以考虑利用map来进行查询,代码如下:

  

 vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<int>rs;
int i = 0;
int temp;
map<int,int>hs;
map<int, int>::iterator iter;//由于map调用find()方法时,返回的结果为一个迭代器
for(i = 0; i < nums.size(); i++)
{ temp = target - nums[i];
iter = hs.find(temp);
if(iter != hs.end())
{
rs.push_back(iter->second);//iter->first和iter->second分别表示key和value
rs.push_back(i);
return rs;
}
hs.insert(pair<int,int>(nums[i],i));
}
return rs;
}

     由于map的查找时间为O(logN),故整个程序的时间复杂度为O(N*logN);空间复杂度为O(N)(因为程序额外利用的存储空间最大为N-1级别,即map的大小),实质上是以空间换取时间的一种策略,方法2和方法1相比,只是第二步查询的方式变了,这种思想值得借鉴。

  3.鉴于方法2的思想,我们还可以进一步去优化,那就是利用哈希表,c11标准中的哈希表为unordered_map,代码如下:

  

vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<int>rs;
int i = 0;
int temp;
unordered_map<int,int>hs;
unordered_map<int, int>::iterator iter;
for(i = 0; i < nums.size(); i++)
{ temp = target - nums[i];
iter = hs.find(temp);
if(iter != hs.end())
{
rs.push_back(iter->second);
rs.push_back(i);
return rs;
}
hs.insert(pair<int,int>(nums[i],i));
}
return rs;
}

  与方法2,唯一不同之处在于map换成了unordered_map,unordered_map查询时间为O(1),故整个程序的时间复杂度为O(N),空间复杂度为O(N)(与法2类似),只不过底层实现上与map有区别)。

注意:

1.map的底层实现是红黑树,所以保证了一个稳定的动态操作时间,查询、插入、删除都是O(logN),最坏和平均都是查询效率为O(logN);unordered_map底层的实现是哈希表,查询效率为O(1),虽然是O(1),但是并不是unordered_map查询时间一定比map短,因为实际情况中还要考虑到数据量,而且unordered_map的hash函数的构造速度也没那么快,所以不能一概而论,应该具体情况具体分析。而且unordered_map是C11标准中新加的,所以编译器必须支持c11标准才能用unordered_map。

2.在unordered_map之前,一般用hash_map,但是hash_map并没有被并入c++标准库中,所以有的编译器可能不支持,leetcode就不支持。。。;所以以后就用unordered_map代替hash_map。

    

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