Leetcode第一题：两数之和 (java & python)

****************题目****************

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。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。

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
进阶：你可以想出一个时间复杂度小于 O(n2) 的算法吗？

 

参照了官方解法twosum
以及菜鸟教程java数组篇
Pythonliast与java数组区别 https://blog.csdn.net/wu1226419614/article/details/80870120
关于hashmap数据类型
https://www.cnblogs.com/hello-yz/p/3712610.html

Hashtable的contains() 比较的是值，和containsValue()等价，containsKey()顾名思义，就是比较的键

Hashmap中有两个：containsValue()，containsKey()，见名知意，不会混淆

ArrayList中有两个：contains() 、containsAll() 集合的元素是单个对象，不是键值对，不会有歧义

方法一：暴力枚举

比较容易想到的方法是遍历数组中的所有数字，

最容易想到的方法是枚举数组中的每一个数 x，寻找数组中是否存在 target - x。

当我们使用遍历整个数组的方式寻找 target - x 时，需要注意到每一个位于 x 之前的元素都已经和 x 匹配过，因此不需要再进行匹配。而每一个元素不能被使用两次，所以我们只需要在 x 后面的元素中寻找 target - x

代码：

/** Java两数之和普通解法**/

class Solution {

    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {

          for(int i =0 ;i< nums.length;i++){

              for(int j = i+1;j< nums.length;j++){

                     if(nums[i]+nums[j]==target)

                        return new int[]{i,j};

              }

          }

          return new int[0];

    }

}

"""

两数之和Python枚举法

"""

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[int]
        """
        for i in range(len(nums)):
            for j in range(i+1,len(nums)):
                if nums[i]+nums[j]==target:
                    return [i,j]

这里不作特别说明。只想提及的是关于return new int[] {i,j}的些许解释。这种写法是官方解读给出的。参考菜鸟教程关于数组的解释，可以知道这是函数输入参数或者充当返回值的一种方式。
同时，官方解法在类的最后会throw一个异常，若将其删除会报错，因为throw也是return的一种替代形式。(就是说即使这个类在开头就说了不是void的，要返回一个int[]或者其他的东西，但是在最后抛出一个异常语法上是符合的。)对于本例，执行着就会从if下的return离开程序，所以不会抛出异常的。
复杂度分析：

时间复杂度比较高O(n^2)，最坏的情况下任意两个数都要匹配一次
空间复杂度O（1）

方法二：哈希表

思路及算法

注意到方法一的时间复杂度较高的原因是寻找 target - x 的时间复杂度过高。因此，我们需要一种更优秀的方法，能够快速寻找数组中是否存在目标元素。如果存在，我们需要找出它的索引。

使用哈希表，可以将寻找 target - x 的时间复杂度降低到从 O(N) 降低到 O(1)。

这样我们创建一个哈希表，对于每一个 x，我们首先查询哈希表中是否存在 target - x，然后将 x 插入到哈希表中，即可保证不会让 x 和自己匹配。

/** Java两数之和哈希表  **/

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> hashtable = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < nums.length; ++i) {
            if (hashtable.containsKey(target - nums[i])) {
                return new int[]{hashtable.get(target - nums[i]), i};
            }
            hashtable.put(nums[i], i);
        }
        return new int[0];
    }
}

Python

使用hash建立 item->index 的映射关系，通过 target-item 反向查找hash是否存在这个index，因为hash的查找时间是O(1)的时间复杂度，所以复杂度如下。

复杂度分析：

步骤	时间复杂度	空间复杂度
hash映射	n	n
反向寻找	n	1
总计	n	n

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):        # 产生散列表,zip将数组内的数字和数字的下标一 一对应成字典
        hash_ = dict(zip(nums, range(len(nums))))
        # 反向寻找，组内有减完的那个数，则这两个下标为一个数组
        for i in range(len(nums)):
            other=target-nums[i]
            if hash_.get(other):
                return[i,hash_[other]]