0001.Two-Sum

两数之和

1. 题目

1.1. 描述

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请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。

可以假设每种输入只会对应一个答案，并且不能使用两次相同的元素。

可以按任意顺序返回答案。

1.2. 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]

1.3. 提示

• 2 <= nums.length <= 104
• -109 <= nums[i] <= 109
• -109 <= target <= 109
• 只会存在一个有效答案

1.4. 进阶

可以想出一个时间复杂度小于 O($n^2$) 的算法吗？

2. 思路

【大意】从数组中找到和为给定值的两数，返回这两个数的数组下标

2.1. 暴力法

• 遍历所有数组两元素的组合，计算两数之和，查找和等于target的目标元素
• 该方法会遍历两遍数组，时间复杂度为O($n^2$)，空间复杂度为O(1)

2.2. 哈希表法

• 增加一个哈希表existMap记录遍历过的元素值和其索引值
• 遍历数组，计算target与当前元素的差值diff
• 当查询哈希表existMap存在diff值时，则结束，返回结果
• 时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)

3. 代码

3.1. C++

3.1.1. 暴力法

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        for(int i=0;i<nums.size();i++){
            for(int j=i+1;j<nums.size();j++){         
                if(nums[i]+nums[j]==target){
                    return {i,j};
                }
            }
        }
     return {}; 
    }
};

3.1.2. 哈希表法

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        //存放数组元素值和索引值的哈希表
        map<int,int> existMap;
        // 遍历数组
        for(int i=0;i<nums.size();i++){
            int diff = target-nums[i];
            
            if(existMap.find(diff)!=existMap.end()){
                // 哈希表中的key均来自于遍历过的元素值
                // 哈希表中存在匹配值
                // 说明遍历过的值中存在可以和diff相加为target
                // 此时key对应的value就是元素的索引值
                return {existMap[diff],i};
            }else{
                // 哈希表中目前不存在匹配值，放入遍历过的值及索引
                existMap[nums[i]]=i;
            }
        }
     return {}; 
    }
};

3.2. Java

3.2.1. 暴力法

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

3.2.2. 哈希表法

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