字节跳动面试题.n数之和系列「leetcode1、leetcode15、leetcode16、leetcode18」

题目一

1.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。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

2.解题思路

利用hash表，在迭代时，判断hash表中是否存在 target-num1这一元素，并同时将 num1 和 其索引 index1 分别作为key，value存入hash表中

3.代码实现

def twoSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[int]
        """
        map={}
        for index1, num1 in enumerate(nums): 
            num2=target-num1
            if (num2 in map):
                return [index1,map.get(num2)]
            map[num1]=index1

注意：此题不适合使用双指针，因为需要先对数组进行排序，而排序后，数组的下标会被打乱，结果要求返回的数字的下标

题目二

1.题目描述

给定一个包含 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 ？找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为：
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

2.解题思路

排序，固定一个数，双指针首尾遍历，注意去重

3.代码实现

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        nums.sort()
        n = len(nums)
        res = []
        for i in range(n-2):
            # 注意去重
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
                continue
            left = i + 1
            right = n - 1
            while left < right:
                cur_sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                if cur_sum == 0:
                    tmp = [nums[i],nums[left],nums[right]]
                    res.append(tmp)
                    # 注意去重，必须要在比较和target相等之后再去重，否则类似[0,0,0][-2,1,1]这种包含重复元素的答案找不到
                    while left < right and nums[left] == nums[left+1]:
                        left += 1
                    while left < right and nums[right] == nums[right-1]:
                        right -= 1
                    left += 1
                    right -= 1
                elif cur_sum > 0:
                    right -= 1
                else:
                    left += 1
        return res

题目三

1.题目描述

给定一个包括 n 个整数的数组 nums 和 一个目标值 target。找出 nums 中的三个整数，使得它们的和与 target 最接近。返回这三个数的和。假定每组输入只存在唯一答案。

例如，给定数组 nums = [-1，2，1，-4], 和 target = 1.

与 target 最接近的三个数的和为 2. (-1 + 2 + 1 = 2).

2.解题思路

与上一题一样，额外需要用一个变量diff保存距离，如果更近则更新结果 res

3.代码实现

class Solution(object):
    def threeSumClosest(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: int
        """
        import sys
        diff=sys.maxsize
        res=0
        nums.sort()
        for i in range(len(nums)-2):
            j=i+1
            k=len(nums)-1
            while j

题目四

1.题目描述

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意：

答案中不可以包含重复的四元组。

示例：

给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。

满足要求的四元组集合为：
[
  [-1,  0, 0, 1],
  [-2, -1, 1, 2],
  [-2,  0, 0, 2]
]

2.解题思路

排序，固定两个数，双指针首尾遍历，注意去重

3.代码实现

class Solution(object):
    def fourSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[List[int]]
        """
        nums.sort()
        ans=[]
        
        for i in range(len(nums)-3):
            # 注意去重的边界
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
                continue
            for j in range(i+1,len(nums)-2):#固定两个数
                # 注意去重的边界
                if j - i >1 and nums[j] == nums[j-1]:
                    continue
                left=j+1#左指针
                right=len(nums)-1#右指针
                while(right>left):
                    temp=nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right]
                    if temp==target:
                        ans.append((nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]))
                        while left < right and nums[left] == nums[left+1]:
                            left += 1
                        while left < right and nums[right] == nums[right-1]:
                            right -= 1
                        left+=1
                        right-=1
                    if temp>target:
                        right-=1#太大了，右指针左移
                    if temp