Python_Leetcode_1_ 兩數之和

1.背景

Leetcode專欄目的：希望給學習算法的朋友提供一些想法，也希望有大佬能夠通過評論提供寶貴的意見。

Leetcode專欄方式：將展示實現代碼的多種實現方式，並且對算法複雜度進行比較。由於筆者偏好，代碼全部使用python實現。

本期題目： https://leetcode-cn.com/problems/remove-duplicates-from-sorted-array/

2.解題方式

本題由展示三種解題方式

2.1 方法1：多重循環

這裏是使用雙重循環，即兩個搜索指針，判斷加和是否爲target，這裏第二個指針不需要從頭開始，只需要從i+1開始。算法複雜度O(n^2)，是很多數據結構基礎不好的同學首選方案。

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

2.2 方法2：列表搜索

列表搜索方法是新建立一個列表，對原列表進行遍歷，判斷target_num是否在新列表中。如果在則返回，如果不在將遍歷值加入新列表。這樣做有兩個好處，首先新列表與原列表的index是相同的；其次可以避免使用index優先返回第一個出現值的問題，例如 [3,2,3] target = 6，期望輸出[1,3]，不採用新列表輸出[0, 0]。

class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        lt = []
        for i in range(len(nums)):
            target_num = target - nums[i]
            if target_num in lt:
                return [lt.index(target_num), i]
            lt.append(nums[i])

2.3 方法3：hash搜索

這種方式和方法2相似，主要是改進了搜索方式，從而提高速度。先將代碼附上：

class Solution:
    def twoSum(self, nums, target):
        hashmap = {}
        for index, num in enumerate(nums):
            another_num = target - num
            if another_num in hashmap:
                return [hashmap[another_num], index]
            hashmap[num] = index
        return None

3. 總結

本次總結主要對方式3比方式2快進行解釋，即爲何字典的搜索速度比列表快。

1. 爲什麼快：字典是hash類型
2. 什麼是hash：哈希算法將任意長度的二進制值映射爲較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱爲哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列爲同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。一般用於快速查找和加密算法。
3. python字典的hash邏輯：dict會把所有的key變成hash 表，然後將這個表進行排序，這樣，你通過data[key]去查data字典中一個key的時候，python會先把這個key hash成一個數字，然後拿這個數字到hash表中看沒有這個數字， 如果有，拿到這個key在hash表中的索引，拿到這個索引去與此key對應的value的內存地址那取值就可以了。
4. 注意點：字典的快是建立在用空間換時間，即犧牲一定的空間換取查詢速度。從leetcode的報告上也能看出。