Solution 1 - Brute Force

Iterate through every pair of numbers using two nested loops. For each pair, check if they sum to the target. Return the indices when a match is found.

TimeComplexity: O(n^2)

SpaceComplexity: O(1)

""" 0001.1 - Solution 1 - Brute Force Approach """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        """Two Sum Function"""
        for i in range(len(nums)):
            for j in range(i + 1, len(nums)):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return [i, j]


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().twoSum([3, 3], 6))
    print(Solution().twoSum([3, 2, 4], 6))
    print(Solution().twoSum([2, 7, 11, 15], 9))


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

Solution 2 - Brute Force using `enumerate()`

Same brute force logic, but uses Python's enumerate() for cleaner index tracking instead of range(len(...)).

TimeComplexity: O(n^2)

SpaceComplexity: O(1)

""" 0001.1 - Solution 1 - Using Enumerate """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        """Two Sum Function"""
        for key1, num1 in enumerate(nums):
            for key2, num2 in enumerate(nums[key1 + 1 :], key1 + 1):
	              # enumerate(iterable, start=1) -> start value determines starting index
                # Printing value and key will output 1 i , 2 j, 3 k, 4 l 
                if num1 + num2 == target:
                    return [key1, key2]


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().twoSum([3, 3], 6))
    print(Solution().twoSum([3, 2, 4], 6))
    print(Solution().twoSum([2, 7, 11, 15], 9))


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

Solution 1 - Brute Force

For each element in the array, iterate through every other element and count how many are strictly smaller. Simple and direct approach.

TimeComplexity: O(n^2)

SpaceComplexity: O(n)

""" 1365.1 - Solution 1 - Brute Force """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def smallerNumbersThanCurrent(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        """How Many Numbers Are Smaller Than the Current Number"""
        result = []
        for i in range(len(nums)):
            count = 0
            for j in range(len(nums)):
                if j != i and nums[j] < nums[i]:
                    count += 1
            result.append(count)
        return result


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([8, 1, 2, 2, 3]))  # [4, 0, 1, 1, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([6, 5, 4, 8]))      # [2, 1, 0, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([7, 7, 7, 7]))      # [0, 0, 0, 0]


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

Solution 2 - Sorting with Index Mapping

Sort a copy of the array. For each unique value, the first occurrence index in the sorted array equals how many elements are smaller. Use a dictionary to map each value to its count, then build the result.

TimeComplexity: O(n \log n)

SpaceComplexity: O(n)

""" 1365.2 - Solution 2 - Sorting with Index Mapping """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def smallerNumbersThanCurrent(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        """How Many Numbers Are Smaller Than the Current Number"""
        sorted_nums = sorted(nums)
        mapping = {}
        for i, num in enumerate(sorted_nums):
            if num not in mapping:
                mapping[num] = i
        return [mapping[num] for num in nums]


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([8, 1, 2, 2, 3]))  # [4, 0, 1, 1, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([6, 5, 4, 8]))      # [2, 1, 0, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([7, 7, 7, 7]))      # [0, 0, 0, 0]


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

Solution 3 - Counting Sort

Since 0 <= nums[i] <= 100, use a counting array of size 101. Build a prefix sum so that for each value, the prefix sum gives the count of smaller elements. Look up each element in constant time.

TimeComplexity: O(n)

SpaceComplexity: O(1)

""" 1365.3 - Solution 3 - Counting Sort """

#####################################################################################
# Imports
#####################################################################################
from typing import List

#####################################################################################
# Classes
#####################################################################################
class Solution:
    """Solution Class"""

    def smallerNumbersThanCurrent(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        """How Many Numbers Are Smaller Than the Current Number"""
        count = [0] * 101
        for num in nums:
            count[num] += 1

        # Build prefix sum: count[i] = number of elements < i
        prefix = [0] * 101
        for i in range(1, 101):
            prefix[i] = prefix[i - 1] + count[i - 1]

        return [prefix[num] for num in nums]


#####################################################################################
# Functions
#####################################################################################
def testcase():
    """Test Function"""
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([8, 1, 2, 2, 3]))  # [4, 0, 1, 1, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([6, 5, 4, 8]))      # [2, 1, 0, 3]
    print(Solution().smallerNumbersThanCurrent([7, 7, 7, 7]))      # [0, 0, 0, 0]


#####################################################################################
# Main
#####################################################################################
if __name__ == "__main__":
    testcase()

1365 - How Many Numbers Are Smaller Than the Current Number

Solution 1 - Brute Force

Solution 2 - Brute Force using enumerate()

Solution 1 - Brute Force

Solution 2 - Sorting with Index Mapping

Solution 3 - Counting Sort

Solution 2 - Brute Force using `enumerate()`