内容:题目,代码实现及注解,思路详解
目录
题目:
给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ,该数组已按 非递减顺序排列 ,请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数。如果设这两个数分别是 numbers[index1] 和 numbers[index2] ,则 1 <= index1 < index2 <= numbers.length 。
以长度为 2 的整数数组 [index1, index2] 的形式返回这两个整数的下标 index1 和 index2。
你可以假设每个输入 只对应唯一的答案 ,而且你 不可以 重复使用相同的元素。
你所设计的解决方案必须只使用常量级的额外空间。
示例 1:
输入:numbers = [2,7,11,15], target = 9
输出:[1,2]
解释:2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。
示例 2:
输入:numbers = [2,3,4], target = 6
输出:[1,3]
解释:2 与 4 之和等于目标数 6 。因此 index1 = 1, index2 = 3 。返回 [1, 3] 。
示例 3:
输入:numbers = [-1,0], target = -1
输出:[1,2]
解释:-1 与 0 之和等于目标数 -1 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。
提示:
2 <= numbers.length <= 3 * 104
-1000 <= numbers[i] <= 1000
numbers 按 非递减顺序 排列
-1000 <= target <= 1000
仅存在一个有效答案
题目中说明此数组是有序数组,所以我们可以使用双指针法一步一步的排查数据
双指针法:
代码实现:
/**
* Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
*/
int* twoSum(int* numbers, int numbersSize, int target, int* returnSize)
{
int* ret = (int*)malloc(sizeof(int) * 2);
*returnSize = 2;
int i = 0;
int j = numbersSize - 1;
while (i < j)//题目要求不可以重复使用相同的元素,当i==j时,指向同一个元素,则和只能为这个元素的2倍,不符合要求,说明在数组中找不到和为target的两个元素
{
int sum = numbers[i] + numbers[j];
if (sum > target)//找到的两个元素之和大于target,则j要左移,因为j指向的元素是未排查元素中最大的
{
j--;
}
else if (sum < target)//和小于target,i要右移,因为i指向的是未排查元素中最小的
{
i++;
}
else
{
ret[0] = i + 1;
ret[1] = j + 1;
return ret;
}
}
ret[0] = -1;//找不到,两数和==target,两数不存在,返回-1,因为下标不可能是-1
ret[1] = -1;
return ret;
}
思路详解:
1 一个指针i指向数组左边的元素,一个指针j指向数组右边的元素
初始时i=0 j=numbersSize - 1
2 用i和j所指向元素之和与target作比较:
和>target: j要左移,因为j指向的是未排查元素中最大的元素,i指向的元素已经是最小了
要想使得和缩小,只能改变j所指元素的大小,让j指向的元素变小
和<target: i要右移,因为i指向的是未排查元素中最小的元素,j指向的元素已经是最大了
要想使得和变大,只能改变i所指元素的大小,让i指向的元素变大
和==target:成功匹配,直接返回,需要注意返回的下标是从1开始的哦
所以需要分别给返回的两个下标+1
3 随着i指针和j指针的逐渐靠近,直到最终i站在j的左侧之前,还未能找到两数提前返回,则只剩下最后两个元素还尚未排除:
可能性1:最终的两数满足条件,成功返回
可能性2:最终的两数不满足条件,则两数之和无论是大于target还是小于target,都只会让i或者j其中的一方移动一步,注意:i只会向右移,j只会向左移
所以最终i==j,这就是循环终止的条件,即排除了所以元素,无法找到两数,其和==target
二分查找法:
代码实现:
数组中的每个元素都需要先被固定住,然后从它右边的区域开始二分查找与之和==target的第二个元素
int* twoSum(int* numbers, int numbersSize, int target, int* returnSize)
{
int* ret = (int*)malloc(sizeof(int) * 2);
*returnSize = 2;
int i = 0;
for (i = 0; i < numbersSize - 1; i++)//每个位置固定住,寻找与之和为target的第二个数字
{
int low = i + 1;
int high = numbersSize - 1;
while (low <= high)//二分查找第二个数字
{
int mid = low + (high - low) / 2;
if (numbers[mid] > target - numbers[i])
{
high = mid - 1;
}
else if (numbers[mid] < target - numbers[i])
{
low = mid + 1;
}
else
{
ret[0] = i + 1;
ret[1] = mid + 1;
return ret;
}
}
}
ret[0] = -1;
ret[1] = -1;
return -1;
}