简单算法第一天---两数之和(TwoSum)

小小程序员的我准备没事刷刷leetcode的题,顺便把当时的想法记录~

英文原题                                   

                                                                Two Sum

Given an array of integers, return indices of the two numbers such that they add up to a specific target.

You may assume that each input would have exactly one solution, and you may not use the same element twice.

Example:

Given nums = [2, 7, 11, 15], target = 9,

Because nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9,

return [0, 1].

中文翻译

                                                            两数之和

给定一个整数数组和一个目标值,找出数组中和为目标值的 两个 数。

你可以假设每个输入只对应一种答案,且同样的元素不能被重复利用。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9

所以返回 [0, 1]

(数组 哈希表)(难度:简单)

第一次编写总结 : 这道题考验数组的处理  第一次191ms 性能略差  待优化

第一次思路 : 第一次就想到遍历,想到到类似排序一样,第一次答的时候没太读懂题意,以为是一个数组中所有等于目标(target)的组合,所以就写的麻烦了一点,还写了一个String数组转Int数组,其实这道题,只输出一组就可以了

时间复杂度 :双重for循环 n*n = n^2;  来回转换类型肯定浪费时间,后面转换的时候又一次 N级操作  不过总体来说 算法复杂度 O(n^2)

    public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {

        String number = new String();

        for(int i = 0; i <nums.length; i++) {

            for(int j = i+1;j < nums.length; j++) {

                if (nums[i]+ nums[j] == target){

                  number += i + ",";

                  number += j + ",";

                }

            }

        }

        String[] munber = number.split(",");

        int in[] = new int[munber.length];

// 对String数组进行遍历循环,并转换成int类型的数组

        for (int i = 0; i < munber.length; i++) {

            in[i] = Integer.parseInt(munber[i]);

        }

        return in;

    }

Runtime: 191 ms, faster than 1.00% of Java online submissions for Two Sum.

第二次编写总结 : 明白题后很重要 把第一次代码进行简化,总体思路还是第一次的 ,总体runtime时间提升 性能提升百分一百三以上

思路 : 跟第一次一样 只不过明确返回数组大小和循环结束时间break

时间复杂度 : 依然O(n^2)

public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {

    int[] number = new int[2];

    for(int i = 0; i <nums.length; i++) {

        for(int j = i+1;j < nums.length; j++) {

            if (nums[i]+ nums[j] == target){

              number[0]=i;

              number[1]=j;

              break;

            }

        }

    }

    return number;

}

Runtime: 55 ms, faster than 11.33% of Java online submissions for Two Sum.

第三次编写总结 : 思考去掉没用的变量创建 增加全局思考 借鉴思想 总体时间提升一倍左右 相当于百分之百

思路 :可以不用创建新变量 可以不用break停止程序 可以直接返回 增加异常抛出

时间复杂度 :依然O(n^2)

空间复杂度 : O(1)

public static int[] twoSum2(int[] nums, int target) {

    for(int i = 0; i <nums.length; i++) {

        for(int j = i+1;j < nums.length; j++) {

            if (nums[j] == target - nums[i]){

              return new int []{i,j};

            }

        }

    }

    throw new IllegalArgumentException("no two sum solution");

}

Runtime: 24 ms, faster than 36.77% of Java online submissions for Two Sum.

第四次编写总结 :这道题 主要考点是数组和哈希表 我一直没太理解怎么用到了哈希表,不过通过我的不懈努力(臭不要脸的借鉴),终于懂了

思路  :  我们的目地是为了让时间复杂度从O(n^2) 加速到 O(n) -> O(logn) 乃至 O(1) ,我们找一个数和另一个数等于目标,相当于我们有一个码要找他的互补的码,我们如何从一个码找到一个他的补码呢,如果存在补码,我们需要查找它的索引。保持数组中每个元素到索引的映射的最好方法是什么?哈希表。 而JAVA中什么跟HASH有关系呢 最常用的是hashmap,hashmap在不发生hash碰撞的时候 时间复杂度是O(1) 发生后 它是一个链表的形式 它的复杂度也只是O(n)

时间复杂度:map读的地方是O(1),但总体还是O(n)

PS :百度百科(我以后也会去看看维基百科的,英语还有待提高) 散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表

给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

Map<Integer,Integer> mp = new HashMap<>();

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {

    mp.put(nums[i],i);

}

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {

    int number = target - nums[i];

    if(mp.containsKey(number) && mp.get(number) != i)

        return new int[]{i,mp.get(number)};

}

throw new IllegalArgumentException("no two sum solution");

Runtime: 4 ms, faster than 96.28% of Java online submissions for Two Sum.

第五次编写总结 : 其实相当于第四次 借鉴的时候也借鉴了它的优化版  总体提升不大

思路 : 从两次for循环中解脱出来,用一个for循环实现 当我们迭代元素并将其插入到表中时,我们还会回头检查当前元素的补码是否已经存在于表中。如果它存在,我们已经找到它并立即返回。

时间复杂度 : 最大的复杂度还是O(n)

public static int[] twoSum4(int[] nums,int target){

    Map<Integer,Integer> mp = new HashMap<>();

    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {

        int number = target - nums[i];

        if(mp.containsKey(number))

            return new int[]{mp.get(number),i};

        mp.put(nums[i],i);

    }

    throw new IllegalArgumentException("no two sum solution");

}

Runtime: 3 ms, faster than 99.85% of Java online submissions for Two Sum.

总结 : 从简单的数组操作在到哈希表的应用,从性能上看,就可以看出代码优雅的一面,基础学习题也能看出代码的思考。

                                                                                                              ------WHY 2018.11.21

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