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快速寻找满足条件的两个数

2019年09月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1467字 ⁄ 字号 评论关闭

问题来源:《编程之美》2.12 快速寻找满足条件的两个数

能否快速找出一个数组中的两个数,让这两个数之和等于一个给定的数字,为了简化起见,我们假设这个数组中肯定存在至少一组符合要求的解。

解题思路:

可以先将数组升序排序,然后设定变量i = 0,j = size - 1,看array[i] + array[j] 是否等于sum, 如果相等,则结束。如果小于sum,则 i = i + 1; 如果大于sum,则 j = j - 1。这样只需要在排好序的数组上遍历一次就可以得到最后的结果,时间复杂度为O(n), 加上排序的时间复杂度,总的复杂度为O(n*log2n)。

程序描述如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

//快速排序, 将第一个元素作为参考元素
void quickSort(int array[], int left, int right)
{
    if(left < right) {
        int i = left;
        int j = right + 1;
        
        while(1) {
            do
                ++i;
            while(array[i] < array[left] && i < right);  //从左向右寻找比array[left]大或相等的元素位置

            do
                --j;
            while(array[j] >= array[left] && j > left);  //从右向左寻找比arrya[left]小的元素位置

            if(i < j)     //如果还没有遍历完整个数组,则交换元素使较小元素靠前,较大元素靠后
                swap(&array[i], &array[j]);
            else          //此时整个数组的元素已全部遍历,array[j]中存储的是从右向左遍数组遇到的第一个小于array[left]的元素
                break;
        }
        swap(&array[left], &array[j]);  //交换array[left]和array[j], 这样array[j]就处在了整个数组排序后的最终位置上

        //array[j]将数组分为两部分,递归调用排序其左边元素及右边元素
        quickSort(array, left, j - 1);
        quickSort(array, j + 1, right);
    }
}

int isExistSum(int array[], int size, int sum, int *index1, int *index2)
{
    int i = 0;
    int j = size -1;
    while(i < j) {
        if(array[i] + array[j] > sum)
            --j;
        else if(array[i] + array[j] < sum)
            ++i;
        else {
            *index1 = i;
            *index2 = j;
            return 1;
        }
    }

    *index1 = -1;
    *index2 = -1;
    return 0;
}

int main()
{
    int a[] = {-999, 100, 50, 15, 100, 12, -999, -1000, -2000, -15555, -9999, 100, 100, 0};
    quickSort(a, 0, sizeof(a)/sizeof(int)-1);
    for(int i = 0; i < sizeof(a)/sizeof(int); ++i)
        printf("%d ", a[i]);
    printf("\n");

    int index1, index2;
    isExistSum(a, sizeof(a)/sizeof(int), 100, &index1, &index2);
    printf("index1 = %d, index2 = %d\n", index1, index2);    
}

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