Python 两数之和面试题多种解法

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Python 两数之和面试题多种解法

暴力解法:直观但效率低

遍历数组中每一对数字,检查它们的和是否等于目标值。时间复杂度为 O(n²),空间复杂度 O(1)。适合数据量小、对性能无要求的场景。

  • 用两层 for 循环,外层 i 从 0 到 n-2,内层 j 从 i+1 到 n-1
  • 遇到 nums[i] + nums[j] == target 就直接返回 [i, j]
  • 注意题目通常保证有唯一解,无需处理无解情况(除非明确要求)

哈希表一次遍历:推荐的最优解

边遍历边记录已见过的数值及其索引,对当前数 num,检查 target – num 是否已在哈希表中。时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(n)。

  • 初始化空字典 hash_map = {}
  • 遍历 nums,对每个元素 num 和索引 i:
      – 计算 complement = target – num
      – 若 complement 在 hash_map 中,返回 [hash_map[complement], i]
      – 否则将 num: i 存入 hash_map
  • 关键点:不提前把整个数组存入哈希表,避免同一元素被重复使用(如 target=6, nums=[3])

指针法:适用于已排序数组或可修改原数组

先对数组排序并保留原始索引,然后用左右指针向中间收缩。时间复杂度 O(n log n),空间复杂度 O(n)(因需存索引映射)。

  • 创建带索引的元组列表:indexed = [(num, i) for i, num in enumerate(nums)]
  • 按数值排序:indexed.sort(key=Lambda x: x[0])
  • 设 left = 0,right = len(indexed)-1,循环直到 left   – s = indexed[left][0] + indexed[right][0]
      – 若 s == target,返回 [indexed[left][1], indexed[right][1]](原始索引)
      – 若 s

一行解法(仅限理解,勿在面试中直接写)

利用 next() 和生成器表达式可写出极简版本,但可读性差、调试困难,不建议实际使用。

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  • return next(([i, j] for i in range(len(nums)) for j in range(i+1, len(nums)) if nums[i] + nums[j] == target))
  • 本质仍是暴力,且未处理异常,一旦无解会抛 StopIteration
  • 面试中展示思路比炫技更重要,清晰的哈希表解法更受认可
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