leetcode刷题 167. 两数之和 II - 输入有序数组,Medium(Java)暴力+二分查找+双指针

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1.题目描述

给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ,该数组已按 非递减顺序排列  ,请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数。如果设这两个数分别是 numbers[index1]numbers[index2] ,则 1 <= index1 < index2 <= numbers.length

以长度为 2 的整数数组 [index1, index2] 的形式返回这两个整数的下标 index1index2

你可以假设每个输入 只对应唯一的答案 ,而且你 不可以 重复使用相同的元素。

你所设计的解决方案必须只使用常量级的额外空间。

  示例 1:

输入:numbers = [2,7,11,15], target = 9
输出:[1,2]
解释:2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

示例 2:

输入:numbers = [2,3,4], target = 6
输出:[1,3]
解释:2 与 4 之和等于目标数 6 。因此 index1 = 1, index2 = 3 。返回 [1, 3] 。

示例 3:

输入:numbers = [-1,0], target = -1
输出:[1,2]
解释:-1 与 0 之和等于目标数 -1 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。  

提示:

  • 2 <= numbers.length <= 3 * 104
  • -1000 <= numbers[i] <= 1000
  • numbers 按 非递减顺序 排列
  • -1000 <= target <= 1000
  • 仅存在一个有效答案

来源:力扣(LeetCode)
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2.题解

这道题

2.1 暴力

2.1.1 思路

因为要求使用常量的额外空间,所以这道题不能用哈希表解。我的第一反应就是暴力法,就是双重循环。
第一重循环从第一个开始,第二重循环从第一层的后一个开始,一直找到目标值。
我在里面加了一个两数之和大于目标值就跳出里面一重循环的判断,这样稍微快一点点。
但是和后面两种比起来还是慢。
时间复杂度是O(n*n)

2.1.2 Java代码

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int n = numbers.length;
        for(int i=0;i<n-1;i++){
            for(int j=i+1;j<n;j++){
                if(numbers[i]+numbers[j] == target){
                    return new int[]{i+1,j+1};
                }
                else if(numbers[i]+numbers[j]>target){
                    break;
                }
            }
        }
        return new int[]{-1,-1};
    }
}

2.2 二分查找

2.2.1 思路

二分查找是在暴力法的基础上改出来的,暴力法的第二个数是通过遍历查找,而二分查找第二个数是通过二分法查找。
和暴力法一样,查找第二个数时,也是从第一个数的后一个数开始找的。然后剩下的就是二分查找的内容。
时间复杂度是O(n*logn)

2.2.2 Java代码

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int n = numbers.length;
        for(int i = 0;i<n;i++){
            int first = i+1,last = n-1;
            while(first<=last){
                int mid = (first+last)/2;
                if(numbers[mid]+numbers[i] == target){
                    return new int[]{i+1,mid+1};
                }
                else if(numbers[mid]+numbers[i]>target){
                    last = mid-1;
                }
                else{
                    first = mid+1;
                }
            }
        }
        return new int[]{-1,-1};
    }
}

2.3 双指针

2.3.1 思路

双指针的思路就和之前的两种完全不一样了。
思路是在头和尾各放了一个指针,然后根据这两个指针之和,来判断是头指针向右移还是尾指针向左移。
能使用这个方法是因为题目里保证了一定会出现唯一的答案。
代码思路如下:

  • 首先在头和尾各设置一个指针
  • 判断两个指针之和,若和大于目标值,那么就将尾指针向左移使之变小;那若和小于目标值,则将头指针向右移动使和变大。
  • 如果两者之和等于目标值就可以直接返回了。

2.3.2 Java代码

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int n = numbers.length;
        int first = 0,last = n-1;
        while(first<last){
            if(numbers[first]+numbers[last] == target){
                return new int[]{first+1,last+1};
            }
            else if(numbers[first]+numbers[last]>target){
                last--;
            }
            else{
                first++;
            }
        }
        return new int[]{first+1,last+1};
    }
}