算法(2)- 兩數之和


題目

  • 給定一個整數數組 nums 和一個整數目標值 target,請你在該數組中找出 和為目標值 的那 兩個 整數,並返回它們的數組下標
  • 你可以假設每種輸入只會對應一個答案。但是,數組中同一個元素在答案里不能重復出現
  • 你可以按任意順序返回答案

 

示例 1:

輸入:nums = [2,7,11,15], target = 9
輸出:[0,1]
解釋:因為 nums[0] + nums[1] == 9 ,返回 [0, 1] 。

 

示例 2:

輸入:nums = [3,2,4], target = 6
輸出:[1,2]

 

示例 3:

輸入:nums = [3,3], target = 6
輸出:[0,1]

 

提示:

2 <= nums.length <= 103
-109 <= nums[i] <= 109
-109 <= target <= 109
只會存在一個有效答案

 

正確答案一:窮舉法

 雙循環,沒啥好講的

def twoSum(nums: List[int], target: int) -> List[int]:
    lens = (len(nums))
    for i in range(lens - 1):
        for j in range(i + 1, lens):
            if nums[i] + nums[j] == target:
                return [i, j]

    return []

 

復雜度分析

  • 時間復雜度:O(N^2),其中 N 是數組中的元素數量;最壞情況下數組中任意兩個數都要被匹配一次
  • 空間復雜度:O(1)

 

正確答案二:哈希表

def twoSum2(nums: List[int], target: int) -> List[int]:
    # 創建一個哈希表。在 Python 里面用字典代替
    res = {}
    # 使用 enumerate 函數,第一個返回值是下標,第二個返回值是列表元素值
    for i, num in enumerate(nums):
        # 先查詢是否存在 target- num 的值
        if (target - num) in res.keys():
            # 存在則直接返回
            return [res[(target - num)],i]
        # 不存在則將當前的元素加到字典中
        res[num] = i

    return []

 

思路分析

  • 注意到方法一的時間復雜度較高的原因是尋找 target - x 的時間復雜度過高
  • 因此,我們需要一種更優秀的方法,能夠快速尋找數組中是否存在目標元素
  • 如果存在,我們需要找出它的索引
  • 使用哈希表,可以將尋找 target - x 的時間復雜度降低到從 O(N)降低到 O(1)

 

復雜度分析

  • 時間復雜度:O(N),其中 N 是數組中的元素數量。對於每一個元素 x,我們可以 O(1) 地尋找 target - x
  • 空間復雜度:O(N),其中 N 是數組中的元素數量。主要為哈希表的開銷
  • 用空間換時間

 


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