python算法两数之和

```c
def two_sum(nums, target):
    """
    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。

    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
    """
    num_dict = {}
    for i, num in enumerate(nums):
        complement = target - num
        if complement in num_dict:
            return [num_dict[complement], i]
        num_dict[num] = i
    return [-1, -1]  # 如果没有找到匹配的数字，返回 [-1, -1]

代码解释：

创建字典： 使用 num_dict = {} 创建一个空字典，用于存储数组中每个数字及其索引。

循环遍历数组： 使用 for 循环遍历 nums 数组。

计算补数： 对于每个数字 num，计算其补数 complement = target - num，即与 num 相加等于 target 的数字。

检查补数是否存在： 检查 complement 是否在 num_dict 字典中。

如果存在，则说明找到了两个相加等于 target 的数字，返回它们的索引 [num_dict[complement], i]。

如果不存在，则将 num 和其索引 i 添加到 num_dict 字典中。

返回结果： 如果循环结束后没有找到匹配的数字，则返回 [-1, -1]。

时间复杂度： O(n)，其中 n 是数组的长度。

空间复杂度： O(n)，因为我们使用了一个字典来存储数组中每个数字及其索引。

改进：

可以使用 collections.defaultdict 来简化代码，避免在 num_dict 中添加 num 和其索引时需要判断 key 是否存在。

如果题目要求返回所有满足条件的数字对，则可以使用列表来存储所有匹配的索引，并在循环结束后返回列表。

优化后的代码：

```c

```python
from collections import defaultdict

def two_sum(nums, target):
    num_dict = defaultdict(list)  # 使用 defaultdict 来存储所有匹配的索引
    for i, num in enumerate(nums):
        complement = target - num
        if complement in num_dict:
            num_dict[complement].append(i)  # 添加所有匹配的索引
        num_dict[num].append(i)  # 添加当前数字的索引
    for num in num_dict:
        if len(num_dict[num]) > 1:  # 如果存在多个匹配的索引
            return [num_dict[num][0], num_dict[num][1]]  # 返回第一个匹配的索引对
    return [-1, -1]  # 如果没有找到匹配的数字，返回 [-1, -1]