1.兩數之和
給定一個整數數組和一個目標值,找出數組中和為目標值的兩個數。
你可以假設每個輸入只對應一種答案,且同樣的元素不能被重復利用。
給定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因為 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]
1.暴力法[C++(默認)]
前言vector初步理解:
pushback()操作函數 :算法中里面的一個函數名,如c++中的vector頭文件里面就有這個push_back函數,在vector類中作用為在vector尾部加入一個數據。string中也有這個函數,作用是字符串之后插入一個字符。簡單地說,vector是一個能夠存放任意類型的動態(tài)數組,能夠增加和壓縮數據。
本文是指標準模板庫(stl)中容器的pushback()操作函數,那么是指在容器尾端插入一項數據,比如
#include<iostream>
#include"vector"http://vscode下#include<vector.h>報錯
#include"algorithm"
using namespace std;
void main01(){
vector<int> a(3);//int型vector,包含3個元素
a.push_back(10);
//打印
for(vector<int>::iterator it = a.begin();it!=a.end();it++)
{
cout<<*it<<" ";
}
cout<<endl;
}
int main()
{
main01();
return 0;
}
結果:
0 0 0 10
暴力法代碼O(n^2):
class Solution {
public:
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<int> res;
for(int i=0;i<nums.size()-1;i++)
for(int j=i+1;j<nums.size();j++)
{
if(nums[i]+nums[j]==target)
{
res.push_back(i);
res.push_back(j);
}
}
return res;
}
};
2.哈希map復雜度O(n)
思路:耗費O(n)空間構造哈希表,遍歷數組每個元素nums[i]
,哈希表對應存儲<target - nums[i], i>
,存儲nums[i]
期望的“另一半”,一旦哈希表中包含nums[i]
,代表“另一半”早已存儲在哈希表中,直接返回即可;
復雜度分析:時間復雜度O(n),空間復雜度O(n)
說明:
C++中map提供的是一種鍵值對容器,里面的數據都是成對出現(xiàn)的,如下圖:每一對中的第一個值稱之為關鍵字(key),每個關鍵字只能在map中出現(xiàn)一次;第二個稱之為該關鍵字的對應值。如 map[1120217]="Nikhilesh"map基本介紹
C++代碼:
class Solution {
public:
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
unordered_map<int,int> m;
vector<int> res;
for(int i=0;i<nums.size();i++)
{
//m[target-nums[i]]=i;導致沖突target是自身2倍
if(m.count(nums[i]))//查找map里是否匹配理想的值
{
return {m[nums[i]],i};
}
m[target-nums[i]]=i;
}
return {};
}
};
反例: //m[target-nums[i]]=i;導致沖突target是自身2倍,到底是先放還是后放入hash表中,邏輯!邏輯!邏輯!一定要搞清楚,不要亂,
總結:邏輯上是先在存放 之前理想值的 hash表 里找 是否是 當前的值,首先最開始的第一個元素不需要查找,因為它肯定沒有之前的理想值。
3.排序查找法
思路:首先將數組排序O(nlogn),然后通過雙指針 left
和 right
分別從數組兩端同時遍歷,但排序會打亂原來數組index的順序。我們可以建立一個class/struct/pair來存儲val/index,并overload operator < 來以val值排序。保存數組排序前的元素位置(空間復雜度(O(n)),
復雜度分析:時間復雜度O(nlog(n)),空間復雜度(O(n))或者O(1)
代碼C++:
class Solution {
class elem{
public:
int val;
int index;
elem(int v,int i):val(v),index(i){}
bool operator<(const elem &e)const{
return val<e.val;
}
};
public:
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
//vector<int> res;替換這樣運行不了
vector<int> res(2,1);//兩個值為1的vector
vector<elem> arr;
for(int i=0;i<nums.size();i++)
arr.push_back(elem(nums[i],i));
sort(arr.begin(),arr.end());
int left=0,right=arr.size()-1;
while(left<right){
if(arr[left].val+arr[right].val==target) {
res[0]=min(arr[left].index,arr[right].index);
res[1]=max(arr[left].index,arr[right].index);
break;
}
else if(arr[left].val+arr[right].val<target)
left++;
else
right--;
}
return res;
}
};
15. 三數之和
給定一個包含 n 個整數的數組 nums,判斷 nums 中是否存在三個元素 a,b,c ,使得 a + b + c = 0 ?找出所有滿足條件且不重復的三元組。
例如, 給定數組 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],
滿足要求的三元組集合為:
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
題目鏈接
思想參考
C++創(chuàng)建動態(tài)二維數組
vector<vector<string>> 二維向量遍歷輸出
注意:答案中不可以包含重復的三元組。
分析:和上題排序二分查找思想一樣
解法一:c++ code:AC 95%
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<sstream>
#include<assert.h>
#include<math.h>
using namespace std;
bool compare(int i, int j)
{
return (i < j);
}
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
int len = nums.size();
//vector<vector<int>>res(len,vector<int>(3));
vector<vector<int>>res;
/*vector<vector <int> > ivec;
ivec.resize(len);
for (int i = 0; i<len; i++) ivec[i].resize(3);*/
//排序后用二分查找思想
sort(nums.begin(),nums.end(),compare);
if (nums.empty()||nums.front()>0||nums.back()<0) return{};
for (int t = 0; t < nums.size(); t++)
{
if (nums[t]>0)break;
if (t>0 && nums[t] == nums[t-1])continue;//去重復++t不行還有可能三個連續(xù)的
int target = 0-nums[t];
int i = t + 1, j = len - 1;
while (i < j)
{
////不能放在這里,反例000
//while (i < j&&nums[i] == nums[i + 1]) ++i;
//while (i < j&&nums[j] == nums[j - 1]) --j;
if (target == (nums[i] + nums[j]))
{
res.push_back({ nums[t], nums[i], nums[j] });
//必須收集完之后去重
while (i < j&&nums[i] == nums[i + 1]) ++i;
while (i < j&&nums[j] == nums[j - 1]) --j;
++i; --j;
}
else if (target < (nums[i] + nums[j]))
{
j--;
}
else
{
i++;
}
}
}
return res;
}
};
void trimLeftTrailingSpaces(string &input) {
input.erase(input.begin(), find_if(input.begin(), input.end(), [](int ch) {
return !isspace(ch);
}));
}
void trimRightTrailingSpaces(string &input) {
input.erase(find_if(input.rbegin(), input.rend(), [](int ch) {
return !isspace(ch);
}).base(), input.end());
}
vector<int> stringToIntegerVector(string input) {
vector<int> output;
trimLeftTrailingSpaces(input);
trimRightTrailingSpaces(input);
input = input.substr(1, input.length() - 2);
stringstream ss;
ss.str(input);
string item;
char delim = ',';
while (getline(ss, item, delim)) {
output.push_back(stoi(item));
}
return output;
}
int main() {
string line;
while (getline(cin, line)) {
vector<int> height = stringToIntegerVector(line);
vector<vector<int>> threeSum = Solution().threeSum(height);
vector<int>temp_vect;
for (vector<vector<int>>::iterator ite = threeSum.begin(); ite != threeSum.end(); ite++)
{
temp_vect = *ite;
for (vector<int>::iterator jte = temp_vect.begin(); jte != temp_vect.end(); jte++)
{
cout << *jte<<" ";
}cout << endl;
}
}
return 0;
}
解法二:c++ code:AC 12.5%
上述考慮了去重比較麻煩,可以用set解決:
bool compare(int i, int j)
{
return (i < j);
}
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
int len = nums.size();
//vector<vector<int>>res(len,vector<int>(3));
set<vector<int>>res;
/*vector<vector <int> > ivec;
ivec.resize(len);
for (int i = 0; i<len; i++) ivec[i].resize(3);*/
//排序后用二分查找思想
sort(nums.begin(),nums.end(),compare);
if (nums.empty()||nums.front()>0||nums.back()<0) return{};
for (int t = 0; t < nums.size(); t++)
{
if (nums[t]>0)break;
int target = 0-nums[t];
int i = t + 1, j = len - 1;
while (i < j)
{
if (target == (nums[i] + nums[j]))
{
res.insert({ nums[t], nums[i], nums[j] });
++i; --j;
}
else if (target < (nums[i] + nums[j]))
{
j--;
}
else
{
i++;
}
}
}
return vector<vector<int>>(res.begin(),res.end());
}
};
16 . 最接近的三數之和
通過分析:我們可以想到一種時間復雜度為
的解法:假設數組中有l(wèi)en個元素,首先我們將數組中的元素按照從小到大的順序進行排序。其次,看最終取出的三個數中的第一個數,若數組長度為n,那么有n種取法。假設取的第一個數是A[i],那么第二三兩個數從A[i+1]~A[len]中取出。找到“第一個數為A[i]固定,后兩個數在A[i]后面元素中取。并且三數之和離target最近的情況。”這時,我們用兩個指針j,k分別指向A[i+1]和A[len],如果此時三數之和A[i]+A[j]+A[k]<target,說明三數之和小了,我們將j后移一格;反之,若和大于target,則將k前移一格;直到j和k相遇為止。在這期間,保留與target最近的三數之和。一旦發(fā)現(xiàn)有“和等于target的情況”,立即輸出即可。
核心代碼:c++ code AC 93%
class Solution {
public:
int threeSumClosest(vector<int>& nums, int target) {
int len = nums.size();
sort(nums.begin(),nums.end());
if (nums.empty() || nums.size()<3) return{};
int res = nums[0] + nums[1] + nums[2];
int min = abs(res - target);
for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
{
int j = i + 1, k =len - 1;
while (j < k)
{
int temp = abs(nums[i] + nums[j] + nums[k] - target);
if (temp<min)
{
res = nums[i] + nums[j] + nums[k];
min = temp;
}
if (nums[i] + nums[j] + nums[k] < target) ++j;
else if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == target)
return target;
else --k;
}
}
return res;
}
};
完整測試代碼:
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<set>
#include<sstream>
#include<assert.h>
#include<math.h>
using namespace std;
class Solution {
public:
int threeSumClosest(vector<int>& nums, int target) {
int len = nums.size();
sort(nums.begin(),nums.end());
if (nums.empty() || nums.size()<3) return{};
int res = nums[0] + nums[1] + nums[2];
int min = abs(res - target);
for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
{
int j = i + 1, k =len - 1;
while (j < k)
{
int temp = abs(nums[i] + nums[j] + nums[k] - target);
if (temp<min)
{
res = nums[i] + nums[j] + nums[k];
min = temp;
}
if (nums[i] + nums[j] + nums[k] < target) ++j;
else if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == target)
return target;
else --k;
}
}
return res;
}
};
void trimLeftTrailingSpaces(string &input) {
input.erase(input.begin(), find_if(input.begin(), input.end(), [](int ch) {
return !isspace(ch);
}));
}
void trimRightTrailingSpaces(string &input) {
input.erase(find_if(input.rbegin(), input.rend(), [](int ch) {
return !isspace(ch);
}).base(), input.end());
}
vector<int> stringToIntegerVector(string input) {
vector<int> output;
trimLeftTrailingSpaces(input);
trimRightTrailingSpaces(input);
input = input.substr(1, input.length() - 2);
stringstream ss;
ss.str(input);
string item;
char delim = ',';
while (getline(ss, item, delim)) {
output.push_back(stoi(item));
}
return output;
}
int stringToInterger(string s)
{
return stoi(s);
}
int main() {
string line;
while (getline(cin, line)) {
vector<int> height = stringToIntegerVector(line);
getline(cin, line);
int target = stringToInterger(line);
int res = Solution().threeSumClosest(height, target);
cout << res << endl;
}
return 0;
}