给出一个整型数组nums,返回这个数组中两个数字的索引值i和j,使得nums[i] + nums[j]等于一个给定的target值,两个索引不能相等。
如:nums= [2,7,11,15],target=9
返回[0,1]
需要考虑:
时间复杂度为O(n^2),第一遍遍历数组,第二遍遍历当前遍历值之后的元素,其和等于target则return。
class Solution:
def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
len_nums = len(nums)
for i in range(len_nums):
for j in range(i+1,len_nums):
if nums[i] + nums[j] == target:
return [i,j]
在数组篇的LeetCode 167题中,也遇到了找到两个数使得它们相加之和等于目标数,但那是对于排序的情况,因此也可以使用上述的思路来完成。
因为问题本身不是有序的,因此需要对原来的数组进行一次排序,排序后就可以用O(n)的指针对撞进行解决。
但是问题是,返回的是数字的索引,如果只是对数组的值进行排序,那么数组原来表示的索引的信息就会丢失,所以在排序前要进行些处理。
错误代码示例–只使用dict来进行保存:
class Solution:
def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
record = dict()
for index in range(len(nums)):
record[nums[index]] = index
nums.sort()
l,r = 0,len(nums)-1
while l < r:
if nums[l] + nums[r] == target:
return [record[nums[l]],record[nums[r]]]
elif nums[l] + nums[r] < target:
l += 1
else:
r -= 1
当遇到相同的元素的索引问题时,会不满足条件:
如:[3,3] 6
在排序前先使用一个额外的数组拷贝一份原来的数组,对于两个相同元素的索引问题,使用一个bool型变量辅助将两个索引都找到,总的时间复杂度为O(n)+O(nlogn) = O(nlogn)
class Solution:
def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
record = dict()
nums_copy = nums.copy()
sameFlag = True;
nums.sort()
l,r = 0,len(nums)-1
while l < r:
if nums[l] + nums[r] == target:
break
elif nums[l] + nums[r] < target:
l += 1
else:
r -= 1
res = []
for i in range(len(nums)):
if nums_copy[i] == nums[l] and sameFlag:
res.append(i)
sameFlag = False
elif nums_copy[i] == nums[r]:
res.append(i)
return res
如果只是对数组的值进行排序,那么数组原来表示的索引的信息就会丢失的情况,可以在排序前:
通过list(enumerate(nums))开始实现下标和值的绑定,不用专门的再copy加bool判断。
nums = list(enumerate(nums))
nums.sort(key = lambda x:x[1])
i,j = 0, len(nums)-1
while i < j:
if nums[i][1] + nums[j][1] > target:
j -= 1
elif nums[i][1] + nums[j][1] < target:
i += 1
else:
if nums[j][0] < nums[i][0]:
nums[j],nums[i] = nums[i],nums[j]
return num[i][0],nums[j][0]
拷贝数组 + bool型变量辅助
遍历数组过程中,当遍历到元素v时,可以只看v前面的元素,是否含有target-v的元素存在。
即使v放在了之前的查找表中覆盖了v,也不影响当前v元素的查找。因为只需要找到两个元素,只需要找target-v的另一个元素即可。
class Solution:
def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
record = dict()
for i in range(len(nums)):
complement = target - nums[i]
# 已经在之前的字典中找到这个值
if record.get(complement) is not None:
res = [i,record[complement]]
return res
record[nums[i]] = i
只进行一次循环,故时间复杂度O(n),空间复杂度为O(n)
通过enumerate来把索引和值进行绑定,进而对value进行sort,前后对撞指针进行返回。
class Solution:
def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
nums = list(enumerate(nums))
# 根据value来排序
nums.sort(key = lambda x:x[1])
l,r = 0, len(nums)-1
while l < r:
if nums[l][1] + nums[r][1] == target:
return nums[l][0],nums[r][0]
elif nums[l][1] + nums[r][1] < target:
l += 1
else:
r -= 1
给出一个整型数组,寻找其中的所有不同的三元组(a,b,c),使得a+b+c=0
注意:答案中不可以包含重复的三元组。
如:nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],
结果为:[[-1, 0, 1],[-1, -1, 2]]
因为上篇中已经实现了Two Sum的问题,因此对于3Sum,首先想到的思路就是,开始固定一个k,然后在其后都当成two sum问题来进行解决,但是这样就ok了吗?
直接使用Two Sum问题中的查找表的解法,根据第一层遍历的i,将i之后的数组作为two sum问题进行解决。
class Solution:
def threeSum(self, nums: [int]) -> [[int]]:
res = []
for i in range(len(nums)):
num = 0 - nums[i]
record = dict()
for j in range(i + 1, len(nums)):
complement = num - nums[j]
# 已经在之前的字典中找到这个值
if record.get(complement) is not None:
res_lis = [nums[i], nums[j], complement]
res.append(res_lis)
record[nums[j]] = i
return res
但是这样会导致一个错误,错误用例如下:
输入:
[-1,0,1,2,-1,-4]
输出:
[[-1,1,0],[-1,-1,2],[0,-1,1]]
预期结果:
[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
代码在实现的过程中没有把第一次遍历的i的索引指向相同元素的情况排除掉,于是出现了当i指针后面位置的元素有和之前访问过的相同的值,于是重复遍历。
那么可以考虑,开始时对nums数组进行排序,排序后,当第一次遍历的指针k遇到下一个和前一个指向的值重复时,就将其跳过。为了方便计算,在第二层循环中,可以使用对撞指针的套路:
# 对撞指针套路
l,r = 0, len(nums)-1
while l < r:
if nums[l] + nums[r] == target:
return nums[l],nums[r]
elif nums[l] + nums[r] < target:
l += 1
else:
r -= 1
其中需要注意的是,在里层循环中,也要考虑重复值的情况,因此当值相等时,再次移动指针时,需要保证其指向的值和前一次指向的值不重复,因此可以:
# 对撞指针套路
l,r = 0, len(nums)-1
while l < r:
sum = nums[i] + nums[l] + nums[r]
if sum == target:
res.append([nums[i],nums[l]