一、两数之和
1. 两数之和
给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出和为目标值 target 的那两个整数,并返回它们的数组下标。
示例 1:输入:nums = [2,7,11,15], target = 9 输出:[0,1] 解释:因为 nums[0] + nums[1] == 9 ,返回 [0, 1] 。
解题思路:
此题使用哈希法,对数组进行一次遍历,如果哈希表中能查询到 target-nums[i],代表找到了和为target的两数,如果不能查询到 target-nums[i],则向哈希表中插入nums[i],确保后面的查找。
注意此题不可用双指针解法,因为 sort 函数会把下标打乱。
class Solution {
public:
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
unordered_map<int,int> hashtable;
for(int i=0;i<nums.size();i++){
auto it=hashtable.find(target-nums[i]);
if(it!=hashtable.end()){
return {it->second,i};
}
hashtable[nums[i]]=i;//注意nums[i]是键值,i是键值对应的元素值
//hashtable.insert(pair<int,int>(nums[i],i)); 插入键值对的另外一种写法
}
return {};
}
};
二、三数之和
15. 三数之和
给你一个包含 n 个整数的数组 nums,判断 nums 中是否存在三个元素 a,b,c ,使得 a + b + c = 0 ?请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。
示例 1:输入:nums = [-1,0,1,2,-1,-4] 输出:[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解题思路:
此题有两种解法:哈希解法和双指针法。
哈希解法:通过两层 for 循环确定 a 和 b, 得出 target=-nums[i]-nums[j],剩余步骤类似两数之和。不过此处需要注意去重,步骤较为复杂,实际解答时更倾向于双指针法。
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums)
{
int n=nums.size();
if (n<3) return {}; // 特判
vector<vector<int> >res; // 保存结果
sort(nums.begin(), nums.end());// 排序
for(int i=0;i<n;i++){
unordered_set<int> record; //注意在循环内定义
if(nums[i]>0) return res; //有序数组,取到大于0时,后面不会再有满足的数
if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue; //对a去重
for(int j=i+1;j<n;j++){
if(j>i+2 && nums[j]==nums[j-1] && nums[j-1]==nums[j-2]) continue;//对b去重
int target=-nums[i]-nums[j];
if(record.find(target)!=record.end()){ //找到c
res.push_back({nums[i],nums[j],target});
record.erase(target); //对c去重
}
else{
record.insert(nums[j]);
}
}
}
return res;
}
};
双指针法:运用for循环,遍历数组固定第一个数a ,将问题转化为求两数之和。双指针在 nums[i] 后面的区间中寻找和为 0-nums[i] 的另外两个数,left 指针指向 i+1,right 指针指向 size-1, 不断缩小区间 [left,right],找到 a 确定时满足的所有组合。
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums)
{
int size = nums.size();
if (size<3) return {}; // 特判
vector<vector<int> >res; // 保存结果
sort(nums.begin(), nums.end());// 排序
for (int i=0;i<size;i++) // 固定第一个数,转化为求两数之和
{
if (nums[i]>0) return res; // 有序数组,取到大于0时,后面不会再有满足的数
if (i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue;// 去重:如果此数已经选取过,跳过
// 双指针在nums[i]后面的区间中寻找和为0-nums[i]的另外两个数
int left=i+1;
int right=size-1;
while(left<right){
if(nums[left]+nums[right]<-nums[i]){ //和太小,left指针右移
left++;
}
else if(nums[left]+nums[right]>-nums[i]){ //和太大,right指针左移
right--;
}
else{ //找到和为0的三个数
res.push_back({nums[i],nums[left],nums[right]});
left++;
right--;
while(left<right && nums[left]==nums[left-1]){ //去重
left++;
}
while(left<right && nums[right]==nums[right+1]){ //去重
right--;
}
}
}
}
return res;
}
};
三、四数之和
18. 四数之和
给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ,和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] (若两个四元组元素一一对应,则认为两个四元组重复):0 <= a, b, c, d < n, a、b、c 和 d 互不相同,nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
示例 1: 输入:nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0 输出:[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]
解题思路:
与三数之和类似,只是多一层for循环。
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<vector<int>> res;
int n=nums.size();
sort(nums.begin(),nums.end());
if(n<4) return {};
for(int i=0;i<n;i++){
if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue;
for(int j=i+1;j<n;j++){
if(j>i+1 && nums[j]==nums[j-1]) continue;
int left=j+1;
int right=n-1;
while(left<right){
if(nums[left]+nums[right]<target-nums[i]-nums[j]){
left++;
}
else if(nums[left]+nums[right]>target-nums[i]-nums[j]){
right--;
}
else{
res.push_back({nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]});
left++;
right--;
while(left<right && nums[left]==nums[left-1]){
left++;
}
while(left<right && nums[right]==nums[right+1]){
right--;
}
}
}
}
}
return res;
}
};
四、四数相加
454. 四数相加 II
给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ,数组长度都是 n ,请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足:0 <= i, j, k, l < n,nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0
示例 1:输入:nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2] 输出:2
解释:两个元组如下:
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0
解题思路:
此题与上述题目不太一样,是分别从四个数组里面选一个数,但也是使用哈希法,首先,可以先在 nums1 和 nums2 里面选出第一个数和第二个数,用两个 for 循环进行枚举遍历, 并将这两个数的和插入哈希表。
再在 nums3 和 nums4 里面枚举遍历选出第三个数和第四个数,查询哈希表里是否有键值等于 target =-nums3[i]-nums4[j],若找到有,则总次数加上此 target 在哈希表中记录的次数,若没找到,则继续进行下一次枚举。
class Solution {
public:
int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
int n=nums1.size();
int target;
int cnt=0;
unordered_map<int,int> nums_record;
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
target=nums1[i]+nums2[j];
nums_record[target]++;
}
}
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
target=-nums3[i]-nums4[j];
if(nums_record.find(target)!=nums_record.end()){
cnt+=nums_record[target];
}
}
}
return cnt;
}
};
今天的文章两数之和是什么_用三个数写出四道算式教案分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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