使用Python查找双倍对数组的程序

在计算机科学中，双倍数组是一个由n个非负整数组成的数组，其元素满足arr [i] = 2 * arr [j]。给定一个整数数组，编写Python程序来找到这个数组是否存在双倍对。

方法一：暴力搜索

一个简单的方法是使用两个循环来遍历数组中的元素，并检查任何元素是否与另一个元素的2倍相等。如果找到一个这样的元素对，则返回True，否则返回False。

def containsDouble(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            if i != j and arr[i] == 2 * arr[j]:
                return True
    return False

但是，这种方法需要很长时间才能找到一个答案，特别是当数组很大时。时间复杂度为O（n ^ 2），不适用于大规模的数据集。

方法二：使用哈希表

第二种方法涉及使用哈希表来更快地确定数组中是否存在双倍对。我们可以遍历数组中的每个元素，并将元素插入哈希表中。然后，我们可以在哈希表中查找当前元素的两倍。如果找到，则返回True，否则，继续遍历数组。如果遍历整个数组后没有找到双倍对，则返回False。

def containsDouble(arr):
    n = len(arr)
    nums_hash = {}
    for i in range(n):
        nums_hash[arr[i]] = i

    for i in range(n):
        if 2 * arr[i] in nums_hash and nums_hash[2 * arr[i]] != i:
            return True
    return False

这种方法的时间复杂度为O（n），因为我们只需要遍历一次数组并在哈希表中查找元素。由于哈希表具有O（1）平均时间复杂度的查找操作，因此这将是一个更快的方法。

测试

我们可以使用以下代码来测试这两种算法：

import time

arr1 = [4, 3, 2, 1]
arr2 = [7, 1, 3, 9, 2]
arr3 = [0, 2, 4, 8]
arr4 = [1, 2, 4, 16]

# Test method 1
start1 = time.time()
print(containsDouble(arr1)) # False
print(containsDouble(arr2)) # True
print(containsDouble(arr3)) # True
print(containsDouble(arr4)) # True
end1 = time.time()

print("Method 1 time:", end1 - start1)

# Test method 2
start2 = time.time()
print(containsDoubleHash(arr1)) # False
print(containsDoubleHash(arr2)) # True
print(containsDoubleHash(arr3)) # True
print(containsDoubleHash(arr4)) # True
end2 = time.time()

print("Method 2 time:", end2 - start2)