LeetCode 1 TwoSum

最新推荐文章于 2022-02-22 21:10:36 发布

原创最新推荐文章于 2022-02-22 21:10:36 发布 · 309 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文探讨了在给定数组中寻找两个数使其和为目标值的问题，对比了暴力求解和空间换时间的两种方法。介绍了如何使用pair和unordered_map提高查找效率，达到O(n)的时间复杂度。

题目描述

给定一个包含多个元素的数组和一个目标值，看数组中是否存在两个元素，使他们的和正好为目标值，如果存在的话就返回对应的索引

能想到的最直接的想法就是采用暴力求解的方式，逐个遍历元素，判断两数相加是否等于目标值。但是这样做的时间复杂度为 $O(n^2)$ ，可能会超出时间限制。

    //暴力求解
    vector<int> twosum_2(vector<int>& nums,int target){
        vector<int> res;
        for(int i = 0;i!=nums.size() - 1;i++)
            for (int j = i + 1;j < nums.size();j++){
                if(nums[i] + nums[j] == target){
                    res.push_back(i);
                    res.push_back(j);
                    return res;
                }
            }
    }

既然暴力求解的方式时间复杂度不在我们可接受的范围内，那么我们可以转换下思路，采用空间换时间的做法。通过将值和它的索引进行匹配，我们就可以在 $O (n)$ 的时间复杂度范围内求出结果。

第一种方法是使用pair<>，建立值和索引之间的联系

public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target){
        vector<pair<int,int> > num;
        vector<int> r;
        for(int i=0;i<nums.size();++i)
            num.push_back(make_pair(nums[i],i));
        
        sort(num.begin(),num.end());
        int i=0,j=num.size()-1;
        while(i<j){
            if(num[i].first+num[j].first == target){
                r.push_back(num[i].second);
                r.push_back(num[j].second);
                return r;
            }
            num[i].first+ num[j].first < target ? ++i : --j;
        }
        return r;
    }

pair 的作用是将两个数据组合成一个数据，它的实现是一个结构体，两个成员变量是first、second，可以直接使用pair的成员变量
类模板：template<class T1,class T2> struct pair ，其中，T1表示first的数据类型，T2表示second的数据类型
pair的定义方式：

pair<T1,T2> p1 //空的pair，T1和t2所代表的数据类型不必相同
pair<T1,T2> p1(v1,v2) //含初始化值的pair
make_pair(v1,v2) //以v1和v2的值创建一个新的pair对象，其元素类型分别是v1和v2的类型。
p1.first, p1.second //访问p1中的两个成员变量

如果定义多个相同的pair类型对象，可以使用typedef简化声明：
typedef pair<string,string> p
p a1 = <“aa”,“aaa”>
p b1 = <“bb”,“bbb”>

当需要以pair对象作为返回值时，可以直接使用std::tie进行接收

除此之外，也可以使用unordered_map存储索引和值之间的关系

class Solution {
public:
 vector<int> twoSum(vector<int>& nums,int target){
     vector<int> res;
     unordered_map<int,int> m;
     for(int i=0;i < nums.size();++i){
         if(m.count(target-nums[i])){
             return {i,m[target-nums[i]]};
         }
         m[nums[i]]=i;
     }
 	return {};
 	}
};

上面在map的地方使用unordered_map效率会更高一些，但是我的编译器不支持这个库，所以就没用。
关于map的相关知识可参见：
map 学习（上）——C++中 map 的使用
 map 学习（下）——C++ 中的 hash_map, unordered_map
C/C++ - Map (STL) 用法與心得完全攻略