1.两数之和

最新推荐文章于 2025-07-14 12:06:11 发布

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C语言实现LeetCode经典题目：两数之和（Two Sum）详解

一、问题描述

“两数之和”是 LeetCode 上的第 1 道题，题目如下：

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。
你不能使用两次相同的元素。

示例：

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] 。

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

输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

提示：

2 <= nums.length <= 104
-109 <= nums[i] <= 109
-109 <= target <= 109
只会存在一个有效答案

二、解题思路

我们有两种主要思路：

方法一：基本解法-暴力枚举（O(n²)）

双层循环，遍历所有两两组合，判断是否满足条件。这种方法虽然简单，但效率较低，在数据量大时表现不佳。

/**
 * 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 - 1; i++) {
        for (int j = i + 1; j < numsSize; j++) {
            if (nums[i] + nums[j] == target) {
                int* result = (int*)malloc(2 * sizeof(int));
                result[0] = i;
                result[1] = j;
                *returnSize = 2;
                return result;
            }
        }
    }
    // 如果没有找到结果，返回 NULL
    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

方法二：哈希表优化解法（O(n)）✅ 推荐

使用一个哈希表记录每个元素及其下标，每遍历一个元素 nums[i]，就判断 target - nums[i] 是否在哈希表中存在。

优点：

时间复杂度仅为 O(n)，适用于大规模数组。
逻辑清晰，代码简洁。

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) {
    int* result = (int*)malloc(2 * sizeof(int));
    *returnSize = 2;

    // 创建哈希表，用于存储数值与对应的索引
    int hashmap[2048] = {0}; // 简单的静态哈希表实现

    for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
        int complement = target - nums[i];
        // 检查补数是否已经存在
        if (hashmap[complement % 2048] != 0) {
            result[0] = hashmap[complement % 2048] - 1; // 存储的是索引+1
            result[1] = i;
            return result;
        }
        hashmap[nums[i] % 2048] = i + 1; // 使用i+1表示索引，避免0的情况被忽略
    }

    *returnSize = 0;
    return NULL;
}