📜  链表对和(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:28:34.042000             🧑  作者: Mango

链表对和

链表对是指在链表中找到两个元素,使它们的值加起来等于特定的目标值,在数据结构中具有广泛的应用。本文介绍不同解决链表对和问题的算法,并提供了对应的代码实现。

算法一

最简单的算法是暴力法。对于每一个节点,遍历剩余的节点,查找与之配对的节点。复杂度为O(n^2)。

def find_pair(head, target):
    curr = head
    while curr:
        comp = curr.next
        while comp:
            if curr.value + comp.value == target:
                return (curr.value, comp.value)
            comp = comp.next
        curr = curr.next
    return None
算法二

如果链表是有序的,我们可以使用二分搜索来获得匹配项。对于每个节点,我们在其后的节点中遍历,使用二分搜索来查找目标值 - 当前节点值的补足值。这个算法的复杂度是O(n log n)。

def binary_search(head, target):
    low, high = head, None
    while low:
        low = low.next
        high = high.next if high else head.next
        if high and high.value < target:
            continue
        break
    while low != high:
        mid = (low.value + high.value) // 2
        if mid < target:
            low = low.next
        elif mid > target:
            high = high.prev
        else:
            return mid
    return None

def find_pair(head, target):
    curr = head
    while curr:
        complement = binary_search(curr.next, target - curr.value)
        if complement:
            return (curr.value, complement)
        curr = curr.next
    return None
算法三

第三种算法需要O(n)的时间和空间,并使用哈希表跟踪链表中的值。对于每个节点,我们在哈希表中查找目标值 - 当前节点值的补足值。如果找到,就返回两个值的组合;如果没有,就将该节点的值添加到哈希表中继续遍历。

def find_pair(head, target):
    seen = {}
    curr = head
    while curr:
        complement = target - curr.value
        if complement in seen:
            return (complement, curr.value)
        seen[curr.value] = True
        curr = curr.next
    return None
结论

以上是三种不同的算法,用于解决链表对和问题。暴力法是最简单的算法,但时间复杂度过高;二分搜索是在有序链表中解决问题的好方法,但可能需要额外的空间;哈希表是一种通用解决方案,但也需要额外的空间。程序员要根据实际需要和数据结构选择最佳算法。