刷爆LeetCode：两数之和【1/1000 第一题】

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备注说明：方便大家阅读，统一使用python，带必要注释，公众号数据分析螺丝钉一起打怪升级

题目描述

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那两个整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
输出：[0,1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。

暴力破解

其基本思想是遍历数组的每个元素 x，并查找是否存在一个值与 x 相加之和等于目标值 target。这种方法需要两层循环：外层循环遍历每个元素，内层循环查找是否存在符合条件的另一个元素

from typing import List

def twoSum(nums: List[int], target: int) -> List[int]:
    """
    Find two numbers such that they add up to a specific target number.

    Args:
    nums (List[int]): List of integers.
    target (int): The target sum.

    Returns:
    List[int]: Indices of the two numbers adding up to target, if any.
    """
    # 外层循环
    for i in range(len(nums)):
        # 内层循环，查找配对
        for j in range(i + 1, len(nums)):
            if nums[i] + nums[j] == target:
                return [i, j]
    return []

def main():
    """
    Main function to test the twoSum function.
    """
    nums = [2, 7, 11, 15]
    target = 9
    result = twoSum(nums, target)
    print(f"Indices of the two numbers: {result}")

if __name__ == '__main__':
    main()

哈希表

一种直观的方法是使用两层循环，对每对可能的数字进行求和并比较是否等于目标值。但这种方法的时间复杂度较高，为O(n^2)。

一个更高效的方法是使用哈希表来减少查找时间。这种方法的基本思想是，遍历数组，对于每个元素，我们可以计算出其配对的数字（即 target - 当前数字），然后在哈希表中查找是否存在这样一个配对数字。如果存在，则直接返回当前数字和配对数字的下标。在遍历的过程中，将每个元素的值和它的索引添加到哈希表中，这样在查找配对数字时就可以快速进行。代码在练习的时候建议都加上注释方便阅读也更规范。

def twoSum(nums, target):
    """
    Finds two numbers such that they add up to a specific target number.

    :param nums: List of integers.
    :param target: Integer, the target sum.
    :return: A list containing the indices of the two numbers that add up to the target.
    """
    hashmap = {}
    for i, num in enumerate(nums):
        complement = target - num
        if complement in hashmap:
            return [hashmap[complement], i]
        hashmap[num] = i
    return []

def main():
    """
    Main function to demonstrate the usage of twoSum function.
    """
    nums = [2,7,11,15]
    target = 9
    result = twoSum(nums, target)
    print(f"Indices of the two numbers that add up to {target}: {result}")

if __name__ == '__main__':
    main()

输出

解释

初始化一个空字典（哈希表）hashmap。
遍历数组 nums，其中 i 是当前数字的索引，num 是当前数字的值。
计算 complement，即目标值 target 减去当前数字 num。
如果 complement 在 hashmap 中，意味着我们找到了一个解，返回 [hashmap[complement], i]，这里 hashmap[complement] 是配对数字的索引，i 是当前数字的索引。
如果当前遍历的数字不是解的一部分，将其添加到 hashmap 中，键为数字的值，值为它的索引。
如果遍历完整个数组都没有找到解，返回一个空列表。