LeetCode：两数之和

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给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。

示例：

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给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

解决：

方法一：暴力破解法

  1. 外循环遍历数组的每一个数 x
  2. 内循环中则查找与 target-x 相等的元素
  3. 最后返回内外循环中对应元素的索引值
  4. 时间复杂度： O(n^2)
  5. 空间复杂度： O(1)
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public class Demo01TwoSum {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
                if (nums[j] == target - nums[i]) {
                    return new int[] {i, j};
                }
            }
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}

方法二：两遍哈希表

  1. 哈希表是将空间换取时间，进行快速查找
  2. 首先，将数组中每个元素和它的索引值添加到哈希表中
  3. 然后，在表中查找与 target-num[i] 相等的元素
  4. 最后，返回查找到元素的索引值
  5. 时间复杂度： O(n)
  6. 空间复杂度： O(n)
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/**
 * 数组查询的时间复杂度：O(n)
 * 链表查询的时间复杂度：O(n)
 * 哈希表查询的时间复杂度：O(1)
 */
public class Demo02TwoSum {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            map.put(nums[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int complement = target - nums[i];
            if (map.containsKey(complement) && map.get(complement) != i) {
                return new int[] {i, map.get(complement)};
            }
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}

方法三：一遍哈希表

  • 根据两遍哈希表，进行迭代并将元素插入到表中的同时，还会回过头来检查表中是否已经存在当前元素所对应的目标元素。如果存在，则将其返回
  • 时间复杂度： O(n)
  • 空间复杂度： O(n)
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public class Demo03TwoSum {
    public int[] twoSum(int num[], int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            int complement = target - num[i];
            if (map.containsKey(complement)) {
                return new int[] {i, map.get(complement)};
            }
            map.put(num[i], i);
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}

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