LeetCode第[1]题(Java)：Two Sum 标签：Array

题目：

Given an array of integers, return indices of the two numbers such that they add up to a specific target.

You may assume that each input would have exactly one solution, and you may not use the same element twice.

翻译：

给定一组整数，两个数字的返回索引，它们的和会等于一个特定的数。

您可能假设每个输入都有一个解决方案，但是你不能使用同一个元素两次。（好吧一开始英语弱鸡的我也没懂，后来编程的时候想到的解释：同一个数不能通过自加而得到目标数）

第一遍编写：74ms

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Set<Integer> resultSet = new HashSet<Integer>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) { // 就是这里想到一个数自加，所以应该从i+1开始。
                if (nums[i] + nums[j] == target) {
                    resultSet.add(i);
                    resultSet.add(j);
                }
            }
        }
        int[] result = new int[resultSet.size()];
        for (int i = 0; i < result.length; i++) {
            result[i] = (Integer) resultSet.toArray()[i];
        }
        return result;
    }
}

好吧，第一次刷题，隐隐小激动，一开始确实没看清题目。。

看清题目后第一次：46ms　　　　时间复杂度：O(n²)

 class Solution {
     public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
         int[] result = new int[2];
         for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
             for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                 if (nums[i] + nums[j] == target) {
                     result[0] = i;
                     result[1] = j;
                     break;
                 }
             }
         }
         return result;
     }
 }

自己看着都觉得菜的很。。竟然用了嵌套for。。

下面是参考答案：12ms　　　　时间复杂度：O(n)

     public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
         Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
         int[] result = new int[2];
 
         for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
             if (map.containsKey(target - nums[i])) {
                 result[0] = map.get(target - nums[i]);
                 result[1] = i;  // 此时 i 对应的元素还没有放进去。
                 return result;
             }
             map.put(nums[i], i);
         }
         return result;
     }

原来用了HashMap来定位两者有某种关系的数。。快了一倍多。。

结论：

当需要使用嵌套for循环来查找或者定位的时候，尽量优先考虑是否能使用Map（存储每一个值作为key，相应下标作为value）

使用  map.containsKey(__) 方法来进行定位

2018-1-8更新：今天做到3sum想到和这里的2sum联系，

3sum：求所有的相加为目标值的数组，

2sum：一旦查找到相加为目标值的俩数组则直接返回俩下标，程序直接结束（仅一组）

现在将2sum的题目改为如下：

给定一个n个整数的数组，在数组中找到和为目标值的所有唯一的两个元素组合【注意不是求下标】

注意:答案集不能包含重复的双胞胎。

测试用例：{1,4,-1,2,-1,0}   1　　　　　结果：[[0, 1], [-1, 2]]

　　　　　{3,2,3,4,1,4,5,5}  8　　　　 结果：[[4, 4], [3, 5]]

Code1：时间复杂度：O(N)    【其实应该是Arrays.sort(num)的复杂度】

     public static List<List<Integer>> twoSumAll(int[] num, int target) {
         Arrays.sort(num);                            // 将所有相同元素挨在一起
         List<List<Integer>> res = new LinkedList<List<Integer>>();
         Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();  // 不需要下标，并且需要元素唯一，所以采用Set
         for (int i = 0; i < num.length; i++) {
             if (set.contains(target - num[i])) {
                 res.add(Arrays.asList(target - num[i], num[i]));
                 set.remove(target - num[i]);        // 防止后续重复元素继续利用此值（因为已经排序，后面不会再有前面的值，不需要再remove(num[i])）
             }
             set.add(num[i]);
         }
         return res;
     }

此方法仍然采用上面2sum的思想，利用contains()函数减少一次循环，注意Set的remove使答案避免了”双胞胎数组“

下面采用第15题的3sum的‘’双指针相向移动‘’的思想进行算法编写：

Code2：时间复杂度：O(N)　  【其实应该是Arrays.sort(num)的复杂度】

     public static List<List<Integer>> twoSumAll2(int[] num, int target) {
         Arrays.sort(num);
         List<List<Integer>> res = new LinkedList<List<Integer>>();
         int left = 0;
         int right = num.length - 1;
         while (left < right) {
             if (num[left] + num[right] == target) {
                 res.add(Arrays.asList(num[left], num[right]));
                 while (left < right && num[left] == num[left+1]) left++;
                 while (left < right && num[right] == num[right-1]) right--;
                 left++;
                 right--;
             } else if (num[left] + num[right] < target) {
                 left++;
             } else {
                 right--;
             }
         }
         return res;
     }

双指针相向移动：利用了  已排序数组  和  所查找的两个数的和为定值  这两个性质

　　　　　　　　这两个性质如果联合一起用的话………………duang！！！

　　　　　　　　在已排序数组两端指针所指数之和如果小于目标值，只需要移动左边的指针，否则只需要移动右边的指针

　　　　　　　　【还看不懂可以自己打草稿试试，或者看我这个博客：LeetCode第[15]题(Java)：3Sum 标签：Array】

结论：在求和为目标数时，求下标——HashMap；

　　　　　　　　　　　　求具体组合值——前后指针；