Two Sum学习实例

Two Sum
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.

Example:

Given nums = [2, 7, 11, 15], target = 9,

Because nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9,
return [0, 1].

Solution one：
对数组中的每一个数，遍历一次数组中的所有数，找到满足条件的两个数。
算法分析：时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)。

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

Solution two：
在solution one的基础上改进时间复杂度。首先对数组进行排序（从小到大），然后定义两个指针，一个指针i从左到右，另一个指针j从右到左，比较nums[i]+nums[j]和target的大小：若nums[i]+nums[j]>target，则指针i右移；若nums[i]+nums[j] < target,则指针j左移；否则，返回结果。
算法分析：时间复杂度O(nlogn)，空间复杂度O(n)。

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Node[] tmp = new Node[nums.length];
        int[] result = new int[]{0, 0};
        for(int i = 0;i < nums.length; i++){
            tmp[i] = new Node(i,nums[i]);
        }
        Arrays.sort(tmp);
        int i=0,j=nums.length-1;
        while(itarget){
                j--;
            }else if(tmp[i].getValue()+tmp[j].getValue(){
    private int index;
    private int value;

    public Node(int index, int value){
        this.index = index;
        this.value = value;
    }

    public int getIndex(){
        return index;
    }

    public int getValue(){
        return value;
    }

    @Override
    public int compareTo(Node node) {
        if(this.getValue()>node.getValue()){
            return 1;
        }else if(this.getValue()
Solution three: 

转换一下思路，a+b=target ==>b=target-a。第一遍遍历数组，将（nums[index], index）依次存入HashMap；然后，第二次遍历数组，对于每一个nums[i]，查找target-nums[i]是否在map中，若存在则返回结果。 

算法分析：时间复杂度O(n)（java中HashMap的containsKey和get方法的实现都是常数时间的），空间复杂度O(n)。
Two-pass HashMap：
class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map map = new HashMap<>();
        for(int i = 0; i < nums.length; i++){
            map.put(nums[i], i);
        }
        int i;
        for(i = 0; i< nums.length; i++){
            int complement = target - nums[i];
            if(map.containsKey(complement) && map.get(complement) != i){
                break;
            }
        }
        return new int[] {i, map.get(target - nusm[i])};
    }
}
One-pass HashMap：
class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map 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);
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}
BUG：当数组中有重复元素的时候可能会有一点小问题。