解题思路-leetcode第一题:两数之和

本文详细解析了LeetCode经典问题“两数之和”的多种解法,从初阶双重循环到进阶单层循环加条件判断,逐步优化算法,降低时间复杂度,适合算法初学者和提升者阅读。

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解题思路-leetcode第一题:两数之和

题目描述: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:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

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

解题过程:
第一次解题使用的双重for循环,通过双层遍历,求一个数组内某一元素与其后元素之和,若和等于目标值则返回两元素的数组下标。代码如下:

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)):
                sum = nums[i] + nums[j]
                if sum == target:
                    print([i, j])
nums = [2, 7, 11, 15]
target = 9
sums = Solution()
sums.twoSum(nums, target)

提交后编译未通过,后查得原因为在函数中直接print([i,j]),输出类型为字符串,而系统要求输出为列表,所以改为在函数中返回一个列表,然后在调用函数时输出返回结果。代码如下:

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)):
                sum = nums[i] + nums[j]
                if sum == target:
                    return [i, j]
nums = [2, 7, 11, 15]
target = 9
sums = Solution()
print(sums.twoSum(nums, target))

提交后,编译通过,但时间复杂度较高,后采用单层for循环加条件语句判断的方法,即第一次循环时,用目标值减去数组的第一个元素,将结果赋值给sub,然后判断sub是否在数组元素中,若在,将数组中与sub值相同的元素的下标赋值给b, 但此时存在一种问题,即当数组中元素相同时,无法得出正确结果。所以在将下标复制给b后,判断sub和目标值减的数组值是否一样,若一样,将b的值改为数组剩余元素组成的新数组中值与sub相同的元素的下标并加上i+1。最后返回列表[i,b]。代码如下:

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        for i in range(len(nums)):
            sub = target - nums[i]
            if sub in nums[i + 1:]:
                b = nums.index(sub)
                if sub == nums[i]:
                    b = nums[i+1:].index(sub)+i+1
                return [i, b]
nums = [2, 7, 11, 15]
target = 9
sums = Solution()
sums.twoSum(nums, target)

提交后,编译通过,时间复杂度降低。

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