1-Two Sum @LeetCode

1-Two Sum

题目

思路

题目中得到的信息有：

1. 都是整数，并且可正可负，也可一个值包含多个；
2. 只有一个正确的结果。

方法一：

最直接的思路就是两重循环遍历，时间复杂度是O(n^2)，这样肯定不行。

方法二：

由于是乱序的，1）可以先排序，2）然后再遍历一遍就可以找到结果。排序的话不能再原来的基础上进行，这样就破坏了下标顺序，因此需要申请额外的空间，用于保存他们的索引，然后再该空间上进行排序。时间复杂度是[排序O(logn) + 查找O(n)]，空间复杂度是O(n)。

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */
int* twoSum(int* nums, int numSize, int target) {
    int *tmp = (int *)malloc(sizeof(int) * numSize);//申请额外空间
    for (int i = 0; i < numSize; i++) 
        tmp[i] = i;     //初始化

    for (int i = 1; i < numSize; i++) { //采用的是插入排序
        int value = tmp[i];
        int j;
        for ( j = i - 1; j >= 0; j--) {
            if (nums[value] < nums[tmp[j]]) {
                tmp[j+1] = tmp[j];
            } else {
                break;
            }
        }
        tmp[j+1] = value;
    }

    int i = 0, j = numSize - 1; 
    while (i < j) {           //遍历寻找结果
        int ret = nums[tmp[i]] + nums[tmp[j]] - target;
        if (ret == 0)
            break;
        if (ret > 0) j--;
        else 
            i++;
    }
    int *ret = NULL;
    if (i < j) {
        ret = (int *)malloc(2*sizeof(int));
        if (tmp[i] < tmp[j]) { 
            ret[0] = tmp[i] + 1;
            ret[1] = tmp[j] + 1;
        } else {
            ret[1] = tmp[i] + 1;
            ret[0] = tmp[j] + 1;
        }
    }
    free(tmp); 
    return ret;
}

结果

方法三：

方法二是通过两个值找target，可以换个思路通过一个值和target找另一个值。这种思路需要额外的数据结构，该数据结构必须要满足1）值和下标都能保存；2）可以快速查找出是否包含指定值。hashmap满足该条件。以值作为key,下标作为value。由于hashmap不能有重复key，题目有是允许一个值包含多个，这样可以吗？

两种情况：1）所求的结果值都是一样的，这样的话一个在hashmap中，另一个还没有插入进去，就找到正确的结果了；2）不相等，并且一个值为多个相同值中的一个，这样会将多个相同值插入到hashmap中，但题目中说正确结果只有一个，因此这种情况不会出现，所以hashmap完全满足该题目。

c版本

//采用数组方式存储，冲突的解决是最简单的，线性增加
typedef struct node { 
    int index;     //下标
    int value;     //值
}node;

//从hash中取特定值，若没有返回-1
int hash_get(node *hash, int numSize, int value)   {
    int i = (unsigned int)value % numSize;
    while (hash[i].index != -1) {
        if (hash[i].value == value)
            break;
        i = (i + 1) % numSize;
    }
    return hash[i].index;
}

//将值和下标放入到hash中
void hash_put(node *hash, int numSize, int value, int index)
{
    int i = (unsigned int)value % numSize;
    while (hash[i].index != -1) {
        i = (i + 1) % numSize;
    }
    hash[i].index = index;
    hash[i].value = value;
}

int* twoSum(int* nums, int numSize, int target) {
    node *hash = (node *)malloc(numSize * sizeof(node));
    for (int i = 0; i < numSize; i++)
        hash[i].index = -1;
    int index;
    int *ret = NULL;
    for (int i = 0; i < numSize; i++) {
        index = hash_get(hash, numSize, target - nums[i]);
        if (index == -1) 
            hash_put(hash, numSize, nums[i], i);
        else {
            ret = (int *)malloc(2*sizeof(int));
            ret[0] = index + 1;
            ret[1] = i + 1;
            break;
        }
    }
    free(hash);
    return ret;

}

结果

java版本

public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) { //一遍遍历
            Integer value = map.get(target - nums[i]); //在hashmap中取值
            if (value == null)       //若没有，则插入
                map.put(nums[i], i);
            else {                  //有，则说明已经找到
                int[] ret = new int[2];
                ret[0] = value + 1;
                ret[1] = i + 1;
                return ret;
            }   
        }
        return null;
    }

结果