LeetCode：两数之和算法——哈希集合查找实现
LeetCode 是一个在线编程社区，提供了大量的编程题目，旨在帮助程序员提高编程技能。其中，“两数之和”是 LeetCode 上的一道经典算法题，主要考察了哈希表（Hash Table）的应用。本文将围绕这一主题，详细解析两数之和算法，并使用哈希集合查找的方法进行实现。
问题分析
题目描述：给定一个整数数组 `nums` 和一个目标值 `target`，请你在该数组中找出和为目标值的那两个整数，并返回他们的数组下标。你可以假设每种输入只会对应一个答案。你不能重复利用这个数组中同样的元素。
示例：
输入：nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
输出：[0, 1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9，返回 [0, 1]。
哈希表简介
哈希表（Hash Table）是一种基于散列原理的数据结构，它通过散列函数将键映射到表中的位置。哈希表具有以下特点：
1. 查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)。
2. 哈希表可以存储大量的键值对。
3. 哈希表可能会发生哈希冲突。
哈希集合查找
在两数之和算法中，我们可以使用哈希集合（HashSet）来存储已经遍历过的数字，并检查当前数字与目标值之差是否已经存在于哈希集合中。如果存在，则找到了一对符合条件的数字；如果不存在，则将当前数字添加到哈希集合中，并继续遍历。
代码实现
以下是用 Python 实现的两数之和算法：
python
def twoSum(nums, target):
hash_set = set()
for i, num in enumerate(nums):
complement = target - num
if complement in hash_set:
return [nums.index(complement), i]
hash_set.add(num)
return []
测试代码
nums = [2, 7, 11, 15]
target = 9
print(twoSum(nums, target)) 输出：[0, 1]
代码解析
1. 初始化哈希集合：创建一个空集合 `hash_set` 用于存储已经遍历过的数字。
2. 遍历数组：使用 `enumerate` 函数遍历数组 `nums`，获取每个数字的索引 `i` 和值 `num`。
3. 计算补数：计算当前数字 `num` 与目标值 `target` 之差，得到补数 `complement`。
4. 检查哈希集合：判断补数 `complement` 是否存在于哈希集合中。如果存在，则找到了一对符合条件的数字，返回它们的索引；如果不存在，则将当前数字 `num` 添加到哈希集合中。
5. 返回结果：如果遍历完数组后仍未找到符合条件的数字，则返回空列表。
优化
1. 去重：在添加数字到哈希集合之前，可以先检查该数字是否已经存在于哈希集合中，以避免重复添加。
2. 使用字典：使用字典（Dictionary）代替哈希集合，可以更方便地获取数字的索引。
总结
本文详细解析了 LeetCode 上的两数之和算法，并使用哈希集合查找的方法进行了实现。通过哈希表，我们可以快速查找符合条件的数字，从而提高算法的效率。在实际应用中，我们可以根据具体需求对算法进行优化，以达到更好的性能。
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