【用python解LeetCode 热题100】【哈希】1、两数之和

一、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 target 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，并且你不能使用两次相同的元素，比如[3,3]找和为6，不能返回结果[0,0]。
你可以按任意顺序返回答案。

示例 1：
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] 。

示例 2：
输入：nums = [3,2,4], target = 6
输出：[1,2]

示例 3：
输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

提示：
2 <= nums.length <= 104
-109 <= nums[i] <= 109
-109 <= target <= 109
只会存在一个有效答案

解法1：暴力解法

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        goat_list = []
        for i in range(len(nums)):
            if target - nums[i] in nums[i+1:]:
                goat_list.append(i)
                goat_list.append(nums[i+1:].index(target - nums[i]) + (i + 1))#使用index函数时注意对象是切片数组，而不是原数组！
        return goat_list

解法2： 哈希表

思路：
1、创建哈希表（在python里也就是创建一个空字典）
2、从头到尾遍历数组
3、获取目标值减去遍历到的值（也就是补数）
4、如果补数不在哈希表里（not in字典里），则存放已经遍历的值和它的下标{遍历的值1:下标i1，… …}；如果补数在哈希表里，则输出[补数下标，遍历到的值的下标]

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        hash_table = {}
        for i, num in enumerate(nums):
            if target - num in hash_table:
                return [i, hash_table[target - num]] 
                break
            else:
                hash_table[nums[i]] = i

二、补充知识点：

1、哈希表的英文‌
‌Hash Table‌（标准术语），有时也称作：
‌Hash Map‌（如Java中的HashMap）
‌Dictionary‌（如Python中的dict类型）

2、enumerate函数
是 Python 中一个非常实用的内置函数，用于在循环中同时获取元素的索引和值。

1. 核心功能
   作用：为可迭代对象（如列表、元组、字符串等）添加索引，生成 (索引, 元素) 元组序列。
   语法：
   enumerate(iterable, start=0)
   iterable: 需要遍历的对象（如列表、字符串等）
   start (可选): 索引的起始值，默认为 0。
2. 返回值类型
   返回一个 枚举对象（enumerate 对象），本质是一个迭代器。
   迭代器特性：惰性求值，不一次性生成所有数据，节省内存。
3. 时间复杂度
   时间复杂度：O(n)，与直接遍历可迭代对象相同。
   空间复杂度：O(1)，迭代器本身不存储所有数据，仅在遍历时动态生成元组。
4. 使用场景

# 场景 1：需要同时访问索引和元素
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"Index {index}: {fruit}")
# 输出：
# Index 0: apple
# Index 1: banana
# Index 2: cherry

# 场景 2：自定义索引起始值
for idx, char in enumerate("python", start=1):
    print(f"Position {idx}: {char}")
# 输出：
# Position 1: p
# Position 2: y
# Position 3: t
# Position 4: h
# Position 5: o
# Position 6: n

# 场景 3：结合条件判断快速定位元素
# 查找列表中第一个偶数的索引
numbers = [1, 3, 5, 8, 9]
for i, num in enumerate(numbers):
    if num % 2 == 0:
        print(f"First even number at index {i}")
        break
# 输出：First even number at index 3

5. 与 range(len()) 的对比
   方法 可读性 内存效率 适用场景
   enumerate() 高 高 需要同时访问索引和元素
   range(len()) 低 中 仅需索引，不关心元素值
   示例对比：

# 使用 enumerate()
for i, num in enumerate(nums):
    print(i, num)

# 使用 range(len())
for i in range(len(nums)):
    print(i, nums[i])

6. 底层实现原理
   enumerate 的等效 Python 伪代码实现：

def enumerate(sequence, start=0):
    n = start
    for elem in sequence:
        yield n, elem
        n += 1

通过生成器 (yield) 动态生成索引和元素的元组。
7. 常见问题
问题 1：enumerate() 能否用于字典？
可以，但遍历的是字典的键：

d = {"a": 1, "b": 2}
for i, key in enumerate(d):
    print(i, key, d[key])
# 输出：
# 0 a 1
# 1 b 2

问题 2：如何将 enumerate() 结果转为列表？
使用 list() 转换：

lst = list(enumerate(["a", "b", "c"]))
print(lst)  
# 输出：[(0, 'a'), (1, 'b'), (2, 'c')]

8. 最佳实践
   优先使用 enumerate：替代 range(len())，代码更简洁且不易出错。
   避免不必要的转换：直接遍历 enumerate 对象，而非转换为列表。
   灵活使用 start 参数：处理非零起始索引的需求。