数据结构与算法之字典: LeetCode 1. 两数之和 (Ts, Py, Go版)

两数之和

• https://leetcode.cn/problems/two-sum/

描述

• 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
• 你可以按任意顺序返回答案

示例 1

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] 。

示例 2

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

示例 3

输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

提示

• 2 <= nums.length <= $10^4$
• -$10^9$ <= nums[i] <= $10^9$
• -$10^9$ <= target <= $10^9$
• 只会存在一个有效答案
• 进阶：你可以想出一个时间复杂度小于O($n^2$) 的算法吗？

Typescript 版算法实现

1 ）使用Map来匹配

function twoSum(nums: number[], target: number): number[] {
    const map = new Map();
    for (let i = 0; i < nums.length; i ++) {
        const current = nums[i];
        const wanted = target - current;
        if (map.has(wanted)) {
            return [map.get(wanted), i]
        }
        map.set(current, i);
    }
};

• 这种算法的思想就是基于一个注册表来查询匹配，返回匹配上的结果

2 ）暴力枚举

function twoSum(nums: number[], target: number): number[] {
    const n = nums.length;
    for (let i = 0; i < n-1; i++) {
        for (let j = i + 1; j < n; j++) {
            if (nums[i] + nums[j] === target) {
                return [i, j];
            }
        }
    }
    return [undefined, undefined];
}

• 注意，这里使用双指针，将所有可能得结果进行遍历，如果匹配则返回相对索引
• 还有就是遍历的边界问题
  • 如果 i < n, j < n 也是可以的，越界后，无非就是数值 + undefined, 结果是NaN，这得益于javascript的弱类型语言
  • 如果是其他强类型语言，就会报错，所以，需要特别注意下边界的问题

Python3 版算法实现

1 ) 方案1

from typing import List

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

2 ) 方案2

from typing import List

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        n = len(nums)
        for i in range(n - 1):
            for j in range(i + 1, n):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return [i, j]
        return [None, None]

Golang 版算法实现

1 ) 方案1

func twoSum(nums []int, target int) []int {
	m := make(map[int]int)
	for i, current := range nums {
		wanted := target - current
		if j, ok := m[wanted]; ok {
			return []int{j, i}
		}
		m[current] = i
	}
	return []int{-1, -1}
}

2 ) 方案2

func twoSum(nums []int, target int) []int {
	n := len(nums)
	for i := 0; i < n-1; i++ {
		for j := i + 1; j < n; j++ {
			if nums[i]+nums[j] == target {
				return []int{i, j}
			}
		}
	}
	return []int{-1, -1}
}