具体描述:有一个正序的数组 nums[],一个目标值sum,现要求从数组中找到两个数字之和等于sum,并输出这两个数字,反之则输出没找到,要求时间复杂度为O(n)。
首先想到的是暴力破解
嘛,两个for循环搞定,但是时间复杂度为O(n^2);要求时间复杂度为O(n)的话就是想到 HashMap
有一个 containsKey
方法可以可快速找到,去掉一层 for 循环使得时间复杂度为 O(n);后面也想到正序数组那么可以使用双指针,这也算是常见的三种解决办法了。
下面是三种不同的方法来解决这个问题,并使用 Java 实现:
- 暴力枚举法:双重循环遍历数组,找到两个数的和等于
sum
。 - 双指针法:利用数组有序的特点,使用双指针从两端向中间靠拢查找目标值。
- 哈希表法:利用
HashMap
存储已遍历的元素,查找是否存在匹配值。
代码如下:
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
public class FindTwoSum {
// 方法1: 暴力枚举法
public static void bruteForce(int[] nums, int sum) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == sum) {
System.out.println("找到两个数: " + nums[i] + " 和 " + nums[j]);
return;
}
}
}
System.out.println("没找到");
}
// 方法2: 双指针法
public static void twoPointer(int[] nums, int sum) {
int left = 0, right = nums.length - 1;
while (left < right) {
int currentSum = nums[left] + nums[right];
if (currentSum == sum) {
System.out.println("找到两个数: " + nums[left] + " 和 " + nums[right]);
return;
} else if (currentSum < sum) {
left++;
} else {
right--;
}
}
System.out.println("没找到");
}
// 方法3: 哈希表法
public static void hashMapMethod(int[] nums, int sum) {
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int num : nums) {
int target = sum - num;
if (map.containsKey(target)) {
System.out.println("找到两个数: " + target + " 和 " + num);
return;
}
map.put(num, 1);
}
System.out.println("没找到");
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int sum = 10;
System.out.println("使用暴力枚举法:");
bruteForce(nums, sum);
System.out.println("\n使用双指针法:");
twoPointer(nums, sum);
System.out.println("\n使用哈希表法:");
hashMapMethod(nums, sum);
}
}
三种方法的分析
-
暴力枚举法
- 时间复杂度:O(n²)
- 空间复杂度:O(1)
- 适用于数据量小的情况。
-
双指针法
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(1)
- 适用于有序数组,效率较高。
-
哈希表法
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:O(n)
- 适用于无序数组,也适用于有序数组。