LeetCode 1. 两数之和

题目描述

1. 两数之和

题目

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,在该数组中找出和为目标值的两个整数,并返回它们的下标。每种输入只有唯一一个答案,且同一个元素不能使用两次,可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:nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9。

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]

提示

  • 2 <= nums.length <= 10^4
  • -10^9 <= nums[i] <= 10^9
  • -10^9 <= target <= 10^9
  • 只存在一个有效答案

进阶

  • 能否设计时间复杂度低于 O(n^2) 的算法?

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思路分析

解法一:哈希表一次遍历(推荐)

核心思路

  • 边遍历边记录 value -> index
  • 对于当前元素 nums[i],检查 target - nums[i] 是否已出现。
  • 若已出现,直接返回两个下标;否则将当前元素加入哈希表。


复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 表示数组长度。
  • 空间复杂度:O(n),其中 n 表示哈希表大小。
// 一次遍历哈希表
class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int need = target - nums[i];
            if (map.containsKey(need)) {
                return new int[]{map.get(need), i};
            }
            map.put(nums[i], i);
        }

        return new int[]{-1, -1};
    }
}
// 一次遍历哈希表
func twoSum(nums []int, target int) []int {
	index := make(map[int]int)

	for i, v := range nums {
		need := target - v
		if j, ok := index[need]; ok {
			return []int{j, i}
		}
		index[v] = i
	}

	return []int{-1, -1}
}

解法二:哈希表两次遍历

核心思路

  • 第一次遍历构建 value -> index 映射。
  • 第二次遍历时查找 target - nums[i],并确保不是同一个下标。


复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 表示数组长度。
  • 空间复杂度:O(n),其中 n 表示哈希表大小。
// 两次遍历哈希表
class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            map.put(nums[i], i);
        }

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int need = target - nums[i];
            if (map.containsKey(need) && map.get(need) != i) {
                return new int[]{i, map.get(need)};
            }
        }

        return new int[]{-1, -1};
    }
}
// 两次遍历哈希表
func twoSum(nums []int, target int) []int {
	index := make(map[int]int)
	for i, v := range nums {
		index[v] = i
	}

	for i, v := range nums {
		need := target - v
		if j, ok := index[need]; ok && j != i {
			return []int{i, j}
		}
	}

	return []int{-1, -1}
}

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