每天一道LeetCode-01(两数之和)

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前言

今天来开一个新坑,每天一道LeetCode,用来记录自己在学习算法思维中的一些笔记,好记性不如烂笔头,希望能坚持下去。

题目:两数之和

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数,并返回它们的数组下标。 你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,数组中同一个元素在答案里不能重复出现。 你可以按任意顺序返回答案。

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]

分析

思路一

对于该题目,比较容易想到的是暴力求解,对每个元素进行第一趟遍历,再嵌套第二层遍历,这样可以就考虑到所有情况,以下是c代码实现

int* sumTwo(int* nums, int numSize, int target, int* returnSize){
    for(int i = 0;i < numSize ; ++i){
        for(int j = i + 1; j < numSize ; ++j){
            if(nums[i] + nums[j] == target){
                int* ret = malloc(sizeof(int) * 2);
                ret[0] = i,ret[1] = j;
                *returnSize = 2;
                return ret;
            }
        }
    }
    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

思路二

不难看出,上面的代码时间复杂度为O(n²),那还有更优解吗,可以试试不对所有元素进行两次遍历,先对所有元素进行第一次遍历,例如示例一,我们进行遍历时,先对该元素进行一次计算,然后将该元素加入到数组中(这样就避免了例如 4-2=2,把自己算进去的情况),用目标值来减去当前值(如9-2=7),判断结果7是否在当前数组中,不在则继续遍历下一个元素,当遍历到7时,计算9-7=2,2在当前数组中,返回2和7的数组下标即可。
实现代码如下:

struct hashTable {
    int key;
    int val;
    UT_hash_handle hh;
};

struct hashTable* hashtable;

struct hashTable* find(int ikey) {
    struct hashTable* tmp;
    HASH_FIND_INT(hashtable, &ikey, tmp);
    return tmp;
}

void insert(int ikey, int ival) {
    struct hashTable* it = find(ikey);
    if (it == NULL) {
        struct hashTable* tmp = malloc(sizeof(struct hashTable));
        tmp->key = ikey, tmp->val = ival;
        HASH_ADD_INT(hashtable, key, tmp);
    } else {
        it->val = ival;
    }
}

int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) {
    hashtable = NULL;
    for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
        struct hashTable* it = find(target - nums[i]);
        if (it != NULL) {
            int* ret = malloc(sizeof(int) * 2);
            ret[0] = it->val, ret[1] = i;
            *returnSize = 2;
            return ret;
        }
        insert(nums[i], i);
    }
    *returnSize = 0;
    return NULL;
}

接下来对代码进行分析:

  • 首先我们定义了一个hash表,用来存放已经遍历过的元素,通过UT_hash_handle进行链接,然后定义一个指向hashTable的指针hashtable,这也是hashTable表的头指针,目前可能有脏数据,需要在使用的的时候对指针赋为空值。
  • 接下来定义两个方法,find方法返回一个指向hashTable的指针(注意:这里的指针并不是指向头结点,而是hash表中的某一个节点),定义一个指向hash表中一个节点的指针tmp,用内置的宏实现查找hashtable指向的hash表中的ikey元素(注意:HASH_FIND_INT方法的第二个参数,需要传入的是一个viod* 的指针,而传入的ikey是int,所以对ikey用&取地址,这样第二个参数就变成了指向int* 的指针),并返回结果tmp,如果找到,则返回该节点的指针,否则返回NULL。
  • 第二个方法insert,在插入值之前,首先对hash表判断,在表中是否也存在当前要插入的值(在这里之所以要判断,是为了避免表中同时出现两个相同的元素在不同的位置而造成的冲突,关于hash表的冲突,在后续会进行讲解),如果存在,则直接将当前值赋给找到的值,如果不存在,则定义指针tmp指向申请两个hashTable大小的空间,赋值完成后,通过HASH_ADD_INT方法插入到hash表中。
  • 最后,twoSum函数,首先判断是否存在(target - nums[i]),如果存在,则申请空间,将找到的节点的val赋值给ret[0],将当前正在循环的次数i赋值给ret[1],返回ret,如果没找到,将该元素插入hash表中,继续遍历原数组,直到找到。

总结

学海无涯,共勉