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Leetcode 题解 C++ Two Sum | 3Sum | 4Sum

发表于

Leetcode 1 Two Sum

题意

给一个vector，从中找出两个不同下标的元素，使得它们的值等于某一个值。

分析

  1. 法一：先排序，然后双指针扫一遍。时间复杂度是$O(nlogn)$，空间复杂度是$O(logn)$。
  2. 法二：哈希，空间换时间。时间复杂度$O(n)$，空间复杂度是$O(n)$。

下面给出法二的代码。

代码

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class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int> m;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            int diff = target - nums[i];
            auto it = m.find(diff);
            if (it != m.end()) {
                vector<int> ans;
                ans.push_back(it->second);
                ans.push_back(i);
                return ans;
            }
            m[nums[i]] = i;
        }
        return vector<int>(-1, -1);
    }
};

Leetcode 15 3Sum

题意

给一个vector，从中找出所有三个不同下标的元素，使得它们的值等于0。另外要求三元组不能重复。

分析

先排序，然后利用有序性，将原本需要三层循环的遍历用一层循环 + 双指针来做。时间复杂度是$O(n^2)$。
用C++写的话，需要注意vector的size()函数返回的是vector::size_type，一般是unsigned int。
因此，假如传进来的vector的元素个数少于2，那么num.size() - 2运算后得到的是一个很大的正数，造成运行错误。
所以，我们可以先判断一下nums.size()的大小，假如小于3，那么就直接返回了。

代码

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class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> ans;
        if (nums.size() < 3)
            return ans;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int i = 0; i < nums.size() - 2; i++) {
            if (i == 0 || (nums[i] != nums[i-1])) {
                int need = 0 - nums[i];
                int lo = i + 1;
                int hi = nums.size() - 1;
                while (lo < hi) {
                    if (nums[lo] + nums[hi] == need) {
                        ans.push_back(vector<int> {nums[i], nums[lo], nums[hi]});
                        while (lo < hi && nums[lo] == nums[lo+1]) {
                            lo++;
                        }
                        while (lo < hi && nums[hi] == nums[hi-1]) {
                            hi--;
                        }
                        lo++, hi--;
                    } else if (nums[lo] + nums[hi] < need) {
                        lo++;
                    } else {
                        hi--;
                    }
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

Leetcode 18 4Sum

题意

给一个vector，从中找出所有四个不同下标的元素，使得它们的值等于某个值。另外要求四元组不能重复。

分析

先排序，然后利用有序性，将原本需要四层循环的遍历用两层循环 + 双指针来做。时间复杂度是$O(n^3)$。

代码

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class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> ans;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int n = nums.size();
        for (int i = 0; i < n - 3; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i-1])
                continue;
            for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1])
                    continue;
                int lo = j + 1;
                int hi = n - 1;
                while (lo < hi) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[lo] + nums[hi];
                    if (sum == target) {
                        ans.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[lo], nums[hi]});
                        while (lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) {
                            lo++;
                        }
                        while (lo < hi && nums[hi] == nums[hi - 1]) {
                            hi--;
                        }
                        lo++, hi--;
                    } else if (sum > target) {
                        hi--;
                    } else {
                        lo++;
                    }
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};