Java | 数组 | 问题8

问题描述

给定一个整数数组和一个目标值，在数组中找到和为目标值的两个数，返回它们的下标。假设每个输入只对应一个答案，且同样的元素不能被重复利用。

示例：

输入: nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

输出: [0, 1]

解释: nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9 ，因此返回 [0, 1] 。

方案分析

本题可以通过暴力搜索、哈希表等多种方式求解。

暴力搜索

最简单的解决方法是使用暴力搜索。通过双重循环枚举每对可能的数并验证它们的和是否等于目标值。

public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    int n = nums.length;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (nums[i] + nums[j] == target) {
                return new int[] { i, j };
            }
        }
    }
    return new int[0];
}

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

哈希表

使用哈希表可以将查询时间从 O(n) 降低到 O(1)。在遍历数组时，将每个元素的值和索引添加到哈希表中。如果在接下来的遍历中发现目标元素的补数已经在哈希表中，则找到了答案。

public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        int complement = target - nums[i];
        if (map.containsKey(complement)) {
            return new int[] { map.get(complement), i };
        }
        map.put(nums[i], i);
    }
    return new int[0];
}

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(n)

总结

本题可以使用双重循环枚举每对可能的数并验证它们的和是否等于目标值，也可以使用哈希表将查询时间从 O(n) 降低到 O(1)。根据大 O 记号法则，哈希表算法的时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(n)。在实际使用中，可根据具体情况选择算法进行实现。

代码片段：

public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    //代码实现
}

public static void main(String[] args) {
    int[] nums = {2, 7, 11, 15};
    int target = 9;
    int[] result = twoSum(nums, target);
    System.out.println(Arrays.toString(result));
}

参考链接：LeetCode Java：1. 两数之和