Leetcode 每日一题 1.两数之和

news2024/12/12 23:46:05

问题描述

示例

示例 1

示例 2

示例 3

提示

解决方案

算法思路

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代码实现

复杂度分析

注意事项

题目链接

结论

问题描述

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你找出数组中和为目标值的那两个整数，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，并且你不能使用两次相同的元素。你可以按任意顺序返回答案。

示例

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

解决方案

算法思路

我们可以使用哈希表（HashMap）来解决这个问题。哈希表的键（Key）是数组中的元素，值（Value）是该元素在数组中的索引。这样，我们可以在遍历数组的同时，检查当前元素的补数（即 target - 当前元素）是否已经在哈希表中。如果在，我们就找到了一对和为目标值的元素，并返回它们的索引。

排序与双指针

除了使用哈希表，我们还可以使用排序和双指针的方法来解决两数之和问题。这种方法的核心思想是先对数组进行排序，然后使用两个指针（一个指向数组的开始，一个指向数组的末尾）来寻找和为目标值的两个数。

步骤

排序：首先，对输入的数组 nums 进行排序。排序后，如果 nums[i] + nums[j] 的和小于 target，则 i 必须右移，因为所有左侧的元素都比 nums[i] 小，无法形成更大的和。如果和大于 target，则 j 必须左移，因为所有右侧的元素都比 nums[j] 大，无法形成更小的和。
双指针查找：初始化两个指针 left 和 right，分别指向数组的起始和结束位置。计算 nums[left] + nums[right] 的和，然后根据比较结果移动指针：
- 如果和小于 target，则移动 left 指针向右（增加 left 的值），因为我们需要一个更大的数来增加总和。
- 如果和大于 target，则移动 right 指针向左（减少 right 的值），因为我们需要一个更小的数来减少总和。
- 如果和等于 target，那么我们找到了一对符合条件的数，返回它们的索引。
循环直至找到或指针交叉：继续这个过程，直到 left 和 right 指针相遇。如果在任何时候 left 和 right 相遇，这意味着数组中没有两个数的和等于 target，可以返回一个错误标志或空值。

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代码实现

java

import java.util.HashMap;

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            map.put(nums[i], i); // 将数值和对应的索引存入HashMap
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int complement = target - nums[i]; // 计算需要找的另一个数
            if (map.containsKey(complement) && map.get(complement) != i) { // 如果HashMap中包含这个数，并且不是同一个索引
                return new int[]{i, map.get(complement)}; // 返回两个数的索引
            }
        }
        return new int[]{-1, -1}; // 如果没有找到结果，返回一个默认值，例如{-1, -1}。
    }
}