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面試題57:和為S的兩個數字

題意:輸入一個遞增排序的陣列和一個數字S,在陣列中查詢兩個數,使得他們的和正好是S,如果有多對數字的和等於S,輸出兩個數的乘積最小的。

思路:

假設有兩個指標l,r分別在陣列的中,並且num[l] + num[r] == sum;

因為這個陣列是有序的,很明顯我們可以知道:對於這個num[l],

所有的num[r+],num[l]+num[r+]都大於sum,為了等於sum,r要往左移;

同理所有的num[l-],num[l-]+num[r]都小於sum,為了等於sum,l要往右移;

所以,當我們初始化兩個指標在兩端時,若陣列中存在num[l]+num[r]==sum,我們按上述方法肯定能找到l,r。

對於乘積最小,可以理解為,兩個數相差的越大,乘積越小。

找到的第一組(相差最大的)就是乘積最小的。可以這樣證明:考慮x+y=C(C是常數),x*y的大小。不妨設y>=x,y-x=d>=0,即y=x+d, 2x+d=C, x=(C-d)/2, x*y=x(x+d)=(C-d)(C+d)/4=(C^2-d^2)/4,也就是x*y是一個關於變數d的二次函式,對稱軸是y軸,開口向下。d是>=0的,d越大, x*y也就越小。

程式碼:

class Solution {
public:
	vector<int> FindNumbersWithSum(vector<int> array, int sum) {
		int l = 0;
		int r = array.size() - 1;
		vector<int> ans;
		while (l < r)
		{
			if (array[l] + array[r] < sum)
			{
				l++;
			}
			else if (array[l] + array[r] > sum)
			{
				r--;
			}
			else
			{
				ans.push_back(array[l]);
				ans.push_back(array[r]);
				break;
			}
		}
		return ans;
	}
};