两数相加

Q1：在数组nums中，找出两数之和为target的元素下标

代替双层循环：字典（哈希表）

<value, idx>

对于每一个x, 首先查询target-x是否在字典中，然后再把x插入哈希表中

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        hashtable = dict()
        for i, num in enumerate(nums):
            if target - num in hashtable:
                return [hashtable[target - num], i]
            hashtable[nums[i]] = i
        return []

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/liang-shu-zhi-he-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

 

 

Q2:给定一个已按照升序排列的整数数组 numbers ，请你从数组中找出两个数满足相加之和等于目标数 target 。函数应该以长度为 2 的整数数组的形式返回这两个数的下标值。numbers 的下标 从 1 开始计数。

二层循环和hashtable都是针对无序数组，这里有序数组可以有改进方法

 

方法一：二分法

固定一个数，另一个数在第一个数的右边用二分查找

class Solution:
    def twoSum(self, numbers: List[int], target: int) -> List[int]:
        n = len(numbers)
        for i in range(n):
            low, high = i + 1, n - 1
            while low <= high:
                mid = (low + high) // 2
                if numbers[mid] == target - numbers[i]:
                    return [i + 1, mid + 1]
                elif numbers[mid] > target - numbers[i]:
                    high = mid - 1
                else:
                    low = mid + 1
        
        return [-1, -1]

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum-ii-input-array-is-sorted/solution/liang-shu-zhi-he-ii-shu-ru-you-xu-shu-zu-by-leet-2/
来源：力扣（LeetCode）
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方法二：双指针

初始时两个指针分别指向第一个元素位置和最后一个元素的位置。每次计算两个指针指向的两个元素之和，并和目标值比较。如果两个元素之和等于目标值，则发现了唯一解。如果两个元素之和小于目标值，则将左侧指针右移一位。如果两个元素之和大于目标值，则将右侧指针左移一位。移动指针之后，重复上述操作，直到找到答案。使用双指针的实质是缩小查找范围。为何不会遗漏值？设答案为[i,j]，一定是左指针先到i，或右指针先到j，这之后只有另一指针会移动。

class Solution:
    def twoSum(self, numbers: List[int], target: int) -> List[int]:
        low, high = 0, len(numbers) - 1
        while low < high:
            total = numbers[low] + numbers[high]
            if total == target:
                return [low + 1, high + 1]
            elif total < target:
                low += 1
            else:
                high -= 1

        return [-1, -1]

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum-ii-input-array-is-sorted/solution/liang-shu-zhi-he-ii-shu-ru-you-xu-shu-zu-by-leet-2/
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Q3. 给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。注意：答案中不可以包含重复的三元组。

　　首先考虑三重循环，复杂度O(N^3)远大于排序，所以可以考虑对数组排序。

　　排序后，固定a，从小到大枚举b、同时从大到下枚举c，bc的枚举同步进行，相当于在Q2双指针的基础上。由于需要答案不重复，需要保持左指针在右指针的左侧，左指针在a的右侧。

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        n = len(nums)
        nums.sort()
        ans = list()
        
        # 枚举 a
        for first in range(n):
            # 需要和上一次枚举的数不相同
            if first > 0 and nums[first] == nums[first - 1]:
                continue
            # c 对应的指针初始指向数组的最右端
            third = n - 1
            target = -nums[first]
            # 枚举 b
            for second in range(first + 1, n):
                # 需要和上一次枚举的数不相同
                if second > first + 1 and nums[second] == nums[second - 1]:
                    continue
                # 需要保证 b 的指针在 c 的指针的左侧
                while second < third and nums[second] + nums[third] > target:
                    third -= 1
                # 如果指针重合，随着 b 后续的增加
                # 就不会有满足 a+b+c=0 并且 b<c 的 c 了，可以退出循环
                if second == third:
                    break
                if nums[second] + nums[third] == target:
                    ans.append([nums[first], nums[second], nums[third]])
        
        return ans

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/3sum/solution/san-shu-zhi-he-by-leetcode-solution/
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