Python解决-力扣001-两数之和

简介

在这篇博客中，我们将探讨一个流行的编程问题，称为两数之和问题（Two Sum problem）。给定一个整数数组和一个目标值，我们需要在数组中找到两个不同的元素，使它们的和等于目标值。我们将提供一个使用哈希映射的Python解决方案，并详细解释算法的步骤。

问题描述

给定一个整数数组 nums 和一个整数 target，找到数组中两个不同的元素，使它们的和等于目标值 target。我们可以假设每种输入都只有一个有效答案，并且同一个元素不能重复使用。

方法：使用哈希映射

我们可以使用哈希映射在线性时间内高效地解决两数之和问题。算法的思想是遍历数组，在每一步中检查目标值减去当前元素的差值（即补数）是否存在于哈希映射中。如果存在，说明我们已经找到了和为目标值的两个元素。否则，我们将当前元素及其索引存储在哈希映射中，以便用于后续比较。

Python解决方案

让我们使用Python类来实现解决方案：

class Solution:
    def twoSum(self, nums, target):
        num_map = {}  # 创建一个空字典来存储元素及其索引
        
        for index, num in enumerate(nums):
            other = target - num  # 计算当前元素的补数
            
            if other in num_map:  # 检查补数是否存在于字典中
                return [index, num_map[other]]  # 返回两个元素的索引
                
            num_map[num] = index  # 将当前元素及其索引存储在字典中

示例用法

让我们使用提供的示例测试 twoSum 函数：

solution = Solution()

# 示例1
nums1 = [2, 7, 11, 15]
target1 = 9
result1 = solution.twoSum(nums1, target1)
print(result1)  # 输出：[0, 1]

# 示例2
nums2 = [3, 2, 4]
target2 = 6
result2 = solution.twoSum(nums2, target2)
print(result2)  # 输出：[1, 2]

# 示例3
nums3 = [3, 3]
target3 = 6
result3 = solution.twoSum(nums3, target3)
print(result3)  # 输出：[0, 1]

结论

两数之和问题可以使用哈希映射在线性时间内高效解决。通过遍历数组并在哈希映射中检查补数，我们可以找到和为目标值的两个元素。这种方法保证了最优解，并能轻松处理大型数组。