每日算法之数组（一）

背景

经过面试才知道算法的重要性，无论是社招还是校招，所有大厂都很注重对于算法能力的考察，所以算法简直就是居家旅行升职加薪的必备技能。而且抛去这些功利的想法，算法确实可以锻炼我们的逻辑思维和抽象的能力，这也是程序猿的基本素养。所以我也想专门开一个专栏记录自己的刷题之路，尽可能深入的剖析问题，理解不同的解题思路，而且我也一直在追求技术的全面性而不是囿于移动开发一个领域，所以也会尽可能使用不同的语言，在实践中去领悟不同语言的特性。最后还有一点就是希望找一件事情一直坚持下去，经过多年我发现持之以恒才是这个世界上最难能可贵的品质，一个人的时间是有限的，一个好的习惯可以让我们戒掉一个坏的习惯。

这次刷题会对题目进行分类总结，即会根据数据结构数组、链表和树等归类，也会根据算法如分治法和动态规划等进行总结，题目主要来源于leetcode。

题目

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。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

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]

解题思路

暴力枚举

这是一道数组简单题，没有太多复杂的算法，主要考察对于基本的数组操作，最先想到的可以通过两次枚举来寻找合适的对象，而且第二次枚举可以从第一次枚举开始的下一项开始。

JAVA

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (nums[i] + nums[j] == target) {
                    return new int[]{i, j};
            }
        }
    }
    return new int[0];
    }
}

Python3

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        for i in range(0, len(nums)):
            for j in range(0, len(nums)):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return [i, j]
        return []       

C++

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        int size = nums.size();
        for (int i = 0; i < size; ++i) {
            for (int j = i + 1; j < size; j++) {
                if (nums[i] + nums[j] == target) {
                    return {i, j};
                }
            }
        }
        return {};
    }
};

哈希表

上面暴力枚举的方法虽然可以解决问题，但是因为需要两次遍历时间复杂度较高，可以引入哈希表在牺牲一定空间的前提下降低时间复杂度。遍历时先判断哈希表中是否有target - nums[i],如果有就返回结果，如果没有则将数组值作为Key，数组索引作为Value存入哈希表。这里拿数组值作为Key可能会有冲突，但是这不影响最终结果。例如数组[2, 2, 1],目标值为3，最后返回结果为[1, 2]，因为相同的数组值只会在遍历时更新哈希表对应的Key的Value，而判断条件是通过Key，所以不会影响。

JAVA

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> hashtable = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (hashtable.containsKey(target - nums[i])) {
                return new int[]{hashtable.get(target - nums[i]), i};
            } else {
                hashtable.put(nums[i], i);
            }
        }  
        return new int[0];
    }
}

Pyhton3

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        hashtable = {}
        for i, num in enumerate(nums):
            if target - num in hashtable:
                return [hashtable[target - num], i]
            hashtable[num] = i
        return []        

C++

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
         unordered_map<int, int> hashtable;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            auto it = hashtable.find(target - nums[i]);
            if (it != hashtable.end()) {
                return {it->second, i};
            }
            hashtable[nums[i]] = i;
        }
        return {};
    }
};

最后

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