LeetCode 刷题：1. 两数之和
2023-02-17 08:41:00 # 算法题 #LeetCode #C #Python

刷一刷 LeetCode 算法题，尝试将刷过题都记录一下。每题尽量用 C 和 Python 来写。

标题 两数之和
序号 NO.1
难度 简单
标签 数组 哈希表

1. 题目

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：

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：

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

示例 3：

输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

提示：

  • 2 <= nums.length <= 109
  • -109 <= nums[i] <= 109
  • -109 <= target <= 109
  • 只会存在一个有效答案

进阶：你可以想出一个时间复杂度小于 O (n2) 的算法吗？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/two-sum/
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2. 代码

方法一：暴力求解

LeetCode 第一题，还是比较简单的，两层嵌套遍历数组即可，注意两次遍历不能为同一个数，另外注意 i+j=j+i，所以第二次只需要遍历比第一次大的数即可，这样能节省一半的时间。

  • 时间复杂度 O (n2)

  • 空间复杂度 O (1)

  • 执行用时：3324ms

  • 内存消耗：15.6MB

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        for i in range(len(nums)):
            for j in range(i+1, len(nums)):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return [i, j]
  • 执行用时：96ms
  • 内存消耗：6MB
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/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize){
    for (int i = 0; i < numsSize; i++)
        for (int j = i+1; j < numsSize; j++)
            if (nums[i] + nums[j] == target){
                int* result = (int *)malloc(sizeof(int) * 2);
                result[0] = i, result[1] = j;
                *returnSize = 2;
                return result;
            }

    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

方法二：哈希映射

利用哈希表将每个数 x 与下标 i 对应起来，组成键值对 key:x, value:i；

然后遍历列表，查找 target-y 是否存在于哈希表中，若存在即查找成功。

  • 时间复杂度 O (n)

  • 空间复杂度 O (n)

  • 执行用时：24ms

  • 内存消耗：16MB

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class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        hashdic = {}
        for i, x in enumerate(nums):
            if target-x in hashdic:
                return [i, hashdic[target-x]]
            else:
                hashdic[x] = i

enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象 (如列表、元组或字符串) 组合为一个索引序列，同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。
可以将列表转为类似字典形式，下标与数据一一对应。

哈希映射法将时间复杂度从 O (n2) 降到了 O (n)，但空间复杂度也从 O (1) 上升到了 O (n)，是典型的以空间换时间思想。
对比两个 Python 代码，暴力求解法需要运行 3s，而哈希映射法只用了 24ms，而内存消耗也没有增加，性能远超暴力求解法。

2023-02-17 08:41:00 # 算法题 #LeetCode #C #Python
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