Leetcode第一题——两数之和

本文针对LeetCode经典题目“两数之和”提供了两种解决方案:一是使用两层循环的传统暴力破解方法;二是利用哈希表进行优化,显著提高查找效率。通过对比这两种方法的时间与空间复杂度,帮助读者理解如何在算法设计中权衡资源消耗。

Leetcode第一题: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。

解法1:

暴力解法:采用两层嵌套循环;

时间复杂度:O(n^2)

空间复杂度:O(1)

class Solution 
{
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) 
    {
        for(int i=0;i<nums.length-1;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];
    }
   
}

解法2:

采用哈希表

利用空间复杂度的消耗来换取时间复杂度的缩短;

算法解析:先将第一个值默认放进哈希表的第一个位置;之后的每一个插入值需要通过计算目标值减去插入值的差值是否包含在之前放进的哈希表中,如果不在,则将插入值放进哈希表的下一个位置;如果在,则返回数组相应下标,完成目标任务。

时间复杂度:O(n);

空间复杂度:  O(n);

class Solution 
{
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) 
    {
        Map<Integer,Integer> hashtable = new HashMap<Integer,Integer>();
        hashtable.put(nums[0],0);
        for(int i=1;i<nums.length;i++)
        {
           if(hashtable.containsKey(target-nums[i]))
           {
               return new int[]{hashtable.get(target-nums[i]),i};
           }
           hashtable.put(nums[i],i);
        }
        return new int[0];
    }
   
}

### 解法一:暴力法 暴力法是最直观的方法,通过双重循环遍历数组中的每一对元素,检查它们的是否等于目标值。一旦找到符合条件的两个元素,就返回它们的下标。 ```c int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) { *returnSize = 2; static int result[2]; for (int i = 0; i < numsSize - 1; i++) { for (int j = i + 1; j < numsSize; j++) { if (nums[i] + nums[j] == target) { result[0] = i; result[1] = j; return result; } } } return result; } ``` 该方法的时间复杂度为 $O(n^2)$,因为需要嵌套遍历数组中的每一对元素[^3]。 --- ### 解法二:哈希表法 为了提高效率,可以使用哈希表来存储已经遍历过的元素及其下标。这样可以在一次遍历中完成查找,将时间复杂度降低到 $O(n)$。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct { int key; int value; UT_hash_handle hh; } HashTable; int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) { *returnSize = 2; int* result = (int*)malloc(2 * sizeof(int)); HashTable* hashTable = NULL; for (int i = 0; i < numsSize; i++) { int complement = target - nums[i]; HashTable* item; HASH_FIND_INT(hashTable, &complement, item); if (item != NULL) { result[0] = item->value; result[1] = i; return result; } HashTable* newItem = (HashTable*)malloc(sizeof(HashTable)); newItem->key = nums[i]; newItem->value = i; HASH_ADD_INT(hashTable, key, newItem); } return result; } ``` 该方法通过哈希表来快速查找目标值的补数,从而避免了双重循环,时间复杂度为 $O(n)$,空间复杂度也为 $O(n)$[^2]。 --- ### 总结 - **暴力法**:简单直接,但时间复杂度较高,适用于小规模数据。 - **哈希表法**:利用哈希表优化查找过程,显著提高了效率,适用于大规模数据。 两种方法各有优劣,根据具体场景选择合适的算法可以有效提升程序的性能。 ---
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