2.10 如何从数组中找出满足a+b=c+d的两个数对

难度系数:★★★☆☆ 被考察系数:★★★★☆

题目描述:

给定一个数组,找出数组中是否有两个数对(a,b)和(c,d),使得a+b=c+d,其中,a、b、c和 d 是不同的元素。如果有多个答案,那么打印任意一个即可。要求时间复杂度低。例如给定数组:{3,4,7,10,20,9,8},可以找到两个数对 (3,8) 和(4,7),使得3+8=4+7。

分析与解答:

要想解决本题的问题,最简单的方法就是使用四重遍历,对所有可能的数对,判断是否满足题目要求,如果满足,那么打印出来,但是这种方法的时间复杂度为O(n4),很显然算法效率太低,不满足题目要求。

下面介绍另外一种方法—Hash法,该方法的主要思路为:以数对为单位进行遍历,在遍历过程中,把数对和数对的值存储在哈希表中(键为数对的和,值为数对),当遍历到一个键值对,如果它的和在哈希表中已经存在,那么就找到了满足条件的键值对。

下面使用HashMap为例给出实现代码:

程序的运行结果为

算法性能分析:

因为算法使用了双重循环,所以这个算法的时间复杂度为O(n2)。而 HashMap 的插入与查找操作实际的时间复杂度为O(1)。