两数之和【EASY】

照例先从简单往难搞

题干

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输入：
[3,2,4],6返回值：
[2,3]说明：
因为 2+4=6 ，而 2的下标为2 ， 4的下标为3 ，又因为 下标2 < 下标3 ，所以返回[2,3]

输入：
[20,70,110,150],90返回值：
[1,2]说明：
20+70=90

解题思路

哈希实现。从题中给出的有效信息：找出下标对应的值相加为target，数组中存在唯一解，故此可以使用直接遍历或者 hash表来解答，直接双重循环遍历时间复杂度太高，而上篇Blog我们应该还记得：【算法训练-模拟】模拟设计LRU缓存结构
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代码实现

Java代码实现：

import java.util.*;public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可*** @param numbers int整型一维数组* @param target int整型* @return int整型一维数组*/public int[] twoSum (int[] numbers, int target) {// 1 用哈希表记录出现过的数字，key为数字，value为下标Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();int[] result = new int[2];for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {// 得出需要的差值是多少int needVal = target - numbers[i];if (map.containsKey(needVal)) {// 如果map存储了差值则记录两数result[0] = map.get(needVal);result[1] = i + 1;} else {// 如果map未存储差值则将当前值存储map.put(numbers[i], i + 1);}}return result;}
}

复杂度分析

时间复杂度O（N）：遍历了数组；空间复杂度O(N)，定义了哈希结构存储数据。相比于双重循环这种方式是典型的空间换时间

三数之和【MID】

好的，难度升级，进入三数之和：
加粗样式

输入：
[0]返回值：
[]

输入：
[-2,0,1,1,2]返回值：
[[-2,0,2],[-2,1,1]]

输入：
[-10,0,10,20,-10,-40]返回值：
[[-10,-10,20],[-10,0,10]]

解题思路

排序+双指针实现。关键点：三元组按照升序排列；不能出现重复三元组。值得注意的是，虽然这里可以继续用哈希+双重循环把两数之和转为三数之和，但没有必要，因为我们之所以用哈希主要是为了找下标，而题目没有要求给出下标，只要给出值的三元组即可，所以这里用哈希反而增加了空间复杂度，并且也没有降低时间复杂度。

代码实现

使用Java实现，特别注意的是基准值、左指针和右指针都需要避免重复的情况

import java.util.*;public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可*** @param num int整型一维数组* @return int整型ArrayList<ArrayList<>>*/public ArrayList<ArrayList<Integer>> threeSum (int[] num) {// 1 定义返回结果ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<>();// 排除不满足条件的numif (num == null || num.length < 3) {return result;}// 2 要求非降序排列，且为了应用左右指针及去重考虑，先对整个数组升序排列Arrays.sort(num);// 3 遍历数组，以其中一个数为基准，双指针寻找另外两个数for (int i = 0; i < num.length - 2; i++) {// 减少无效遍历，去掉无效情况,如果第一个数都大于0，那总和一定大于0if (num[i] > 0) {break;}// 排除基准数的重复值if (i > 0 && num[i] == num[i - 1]) {continue;}int left = i + 1, right = num.length - 1;int target = -num[i];while (left < right) {if (num[left] + num[right] == target) {// 存放满足条件的三元组并移动指针result.add(new ArrayList<>(Arrays.asList(num[i], num[left], num[right])));// 基准数固定，指针移动，左指针向右，右指针必须向左【左+右】为固定值，如果左值不变，右值也不变就重复了，如果左值变，右值就不可能和原来一致，所以必须向左寻求新值。left++;right--;// 由于数组已经排序，所以可能出现重复三元组的数据就在相邻位置，所以需要越过相邻位置的重复三元组while (left < right && num[left] == num[left - 1]) {left++;}while (left < right && num[right] == num[right + 1]) {right--;}} else if (num[left] + num[right] > target) {// 大于目标值，右指针向左减小总值right--;} else {// 小于目标值，左指针向右扩大总值left++;}}}return result;}
}