2 条题解
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你好,同学。作为教练,我为你整理了这道题的 NOIP 竞赛级标准程序。
在 NOI 竞赛中,追求的不仅是“能跑通”,更是“在大数据量下的稳健与高效”。虽然本题规模 暴力可过,但我们必须掌握 的最优解法,以应对未来可能出现的 甚至 级别的数据。
一、 两数之和 标准题解 (C++14)
#include <iostream> #include <vector> #include <unordered_map> // NOI 竞赛中常用哈希表 using namespace std; /** * 核心逻辑:一遍哈希扫描法 * 1. 扫描到一个数 x 时,我们目标明确:寻找 target - x。 * 2. 如果哈希表里已经存了 target - x,说明匹配成功。 * 3. 如果没存,就把 x 和它的下标存进去,给后面的数“当另一半”。 */ void solve() { int n; long long target; // 使用 long long 防止 target 计算溢出 if (!(cin >> n >> target)) return; vector<int> nums(n); // unordered_map 在 C++11/14 中是基于哈希表实现的,查找期望时间为 O(1) // key: 数值, value: 对应的下标 unordered_map<int, int> dic; for (int i = 0; i < n; ++i) { cin >> nums[i]; } for (int i = 0; i < n; ++i) { int complement = target - nums[i]; // 易错点:必须在将当前数放入哈希表之前查找 // 这样可以自动避免“同一个元素重复出现”的问题 if (dic.count(complement)) { // 找到了!输出存下的下标和当前下标 cout << dic[complement] << " " << i << endl; return; // 题目保证只有一个答案,直接结束 } // 如果没找到,将当前数值及其下标存入哈希表 dic[nums[i]] = i; } } int main() { // NOI 竞赛必备优化:加速 I/O。在大规模数据输入时,比 scanf 还要快。 ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); solve(); return 0; }
二、 复杂度分析思考过程
1. 时间复杂度:
- 推导过程:
- 我们只对数组进行了一次线性遍历(
for循环 次)。 - 在循环内部,
unordered_map的查找(count)和插入(operator[])操作在平均情况下的时间复杂度均为 。
- 我们只对数组进行了一次线性遍历(
- 结论:总时间复杂度为 。在 甚至 时,该程序都能在数毫秒内完成。
2. 空间复杂度:
- 推导过程:
- 我们需要一个哈希表来存储遍历过的元素。在最坏情况下(即最后两个数才匹配成功),哈希表会存储 个元素。
- 结论:额外空间复杂度为 。在 NOI 256MB 的内存限制下,存储 个
int仅占用约 2-4MB,非常安全。
三、 时间复杂度优化建议
虽然上述代码已经是期望 的最优解,但在 NOI 竞赛中,如果遇到极端的“哈希冲突测试数据”(Anti-Hash Test Cases),
unordered_map的效率可能会退化到 。以下是进阶优化建议:-
预分配空间 (Reserve): 如果你知道数组长度 ,可以调用
dic.reserve(n)。这能减少哈希表动态扩容时的内存分配次数,显著提升速度。 -
防御性哈希 (Custom Hash): 为了防止出题人故意构造让哈希冲突的数据,可以手写一个简单的随机扰动函数给哈希表。
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排序 + 双指针方案 (): 如果内存限制极其严苛,不允许使用哈希表,可以先对数组进行排序,然后使用左、右两个指针向中间靠拢。
- 优点:不需要额外哈希空间,且时间复杂度非常稳定。
- 缺点:排序后原下标会乱,需要使用
pair<int, int>同时存储数值和原下标。
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快读 (Fast I/O): 如果 达到 级别,可以使用
getchar()手写读取函数。
教练点评: 这道题是学习**“利用额外空间换取查找速度”**的入门教科书。在考场上,请务必注意 的计算是否会超出
int范围,以及哈希表容器是否正确使用。加油! - 推导过程:
信息
- ID
- 19385
- 时间
- 1000ms
- 内存
- 128MiB
- 难度
- 10
- 标签
- (无)
- 递交数
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