力扣最热一百题——6.三数之和

news2024/9/23 9:21:41

题目链接：15. 三数之和 - 力扣（LeetCode）

题目描述

示例

提示

解法一：双指针

代码分析

总结

没啥多说的，就是最近CS根本上不了分谢谢。

题目链接：15. 三数之和 - 力扣（LeetCode）

注：下述题目描述和示例均来自力扣

题目描述

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请你返回所有和为 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。

示例

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示

3 <= nums.length <= 3000
-10^5 <= nums[i] <= 10^5

解法一：双指针

排序：
- 首先，将数组 nums 进行排序。这是因为排序可以简化处理逻辑，使得我们可以使用双指针技术来高效地找到三数之和为零的组合。
遍历和去重：
- 使用一个 for 循环遍历数组 nums。对于每个元素 nums[i]，我们尝试找到另外两个元素 nums[left] 和 nums[right]，使得它们的和与 nums[i] 的和为零。
- 在遍历时，首先检查当前元素 nums[i] 是否大于零。如果 nums[i] 大于零，则直接返回结果，因为后面的所有元素也都大于零，不可能再找到和为零的三元组。
- 为了避免重复的三元组，使用一个去重机制。如果当前元素与前一个元素相同，跳过当前元素。
双指针查找：
- 初始化两个指针 left 和 right，分别指向 i 之后的第一个元素和数组的最后一个元素。
- 进入 while 循环，通过移动 left 和 right 指针来寻找满足条件的三元组。
  - 如果 nums[i] + nums[left] + nums[right] 大于零，则 right 向左移动以减少总和。
  - 如果小于零，则 left 向右移动以增加总和。
  - 如果等于零，则找到了一个满足条件的三元组，将其加入结果列表中。
处理重复元素：
- 在找到一个有效三元组后，为了避免结果中出现重复的三元组，需要对 left 和 right 指针所指向的元素进行去重处理。
- 移动 left 指针，跳过所有与下一个元素相同的值。
- 移动 right 指针，跳过所有与上一个元素相同的值。
返回结果：
- 最终返回存储所有三元组的 result 列表。

代码分析

时间复杂度：O(n^2)。排序的时间复杂度是 O(n log n)，而双指针查找的时间复杂度是 O(n^2)，因为每次内层 while 循环最多遍历整个数组。
空间复杂度：O(1)（不包括返回结果空间）。算法只使用了固定数量的额外空间来存储指针和变量。

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        //创建需要返回的集合
        ArrayList<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        //将数组nums进行排序
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            //排序之后如果第一个数已经大于0，则已经不可能使和为0
            if (nums[i] > 0){
                return result;
            }
            //防止重复元素加入，现在进行去重操作
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){
                //发现为重复元素，跳过这次循环
                continue;
            }
            //定义left和right两个指针
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            //开始查找合适的集合元素
            while ( left < right){
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0){
                    //大于0，right左移\
                    right--;
                }else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0){
                    //小于0，left右移\
                    left++;
                }else {
                    //获得正确目标,将目标加入result集合
                    result.add(Arrays.asList(nums[i] , nums[left] , nums[right] ));
                    
                    //同时在加入之后防止找到重复的目标,进行while中的去重操作
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]){
                        //left重复，将left右移
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]){
                        //right重复，将right左移
                        right--;
                    }
                    //去重操作完毕，将继续while遍历，寻找目标值，移动left和right
                    left++;
                    right--;
                }
            }
        }
        return result;
    }
}