[Leetcode][python/java]3Sum

曾经终败给现在 2022-06-10 06:23 78阅读 0赞

## 题目大意 ##

从一个数组中找到三个数，使这三个数的和为0。有可能存在多组解，也有可能存在重复的解，所以需要去重。比如：num=\[-1,0,1,2,-1,-4\];那么存在两组解：\[\[-1,0,1\],\[-1,-1,2\]\]，解中的数需要是从小到大排序状态。

## 解题思路 ##

启发自：[博客][Link 1]  
1 先将数组排序。  
2 排序后，可以按照TwoSum的思路来解题。怎么解呢？可以将num\[i\]的相反数即-num\[i\]作为target，然后从i+1到len(num)-1的数组元素中寻找两个数使它们的和为-num\[i\]就可以了。  
3 这个过程要注意去重。

## Python ##

### 使用哈希+双指针 ###

这个解法是自己写的，主要是由于直接双指针python过不了，所以用了twosum的哈希解法，然后发现依然超时，因为直接在res这个list上去重还是有很大复杂度，所以只能用dict存储，key为字符串，value为list，最后终于过了，超过91%。  
discussion的很多和这个类似

时间复杂度：O(n^2),假设hash是O(1)的话。

class Solution:
        def twoSum(self, nums, target):
            idxDict = dict()
            idx_list = []
            for idx, num in enumerate(nums):
                if target - num in idxDict:
                    idx_list.append([idxDict[target - num], idx])
                idxDict[num] = idx
            return idx_list
    
        def threeSum(self, num):
            num.sort()
            res = dict()
            result = []
            for i in range(len(num)-2):  # 遍历至倒数第三个，后面两个指针
                if (i == 0 or num[i] > num[i-1]) and num[i] <= 0:  # 只检索不重复并且目标数（第一个数）小于等于0的情况
                    left = i + 1; 
                    # right = len(num) - 1
                    result_idx = self.twoSum(num[left:], -num[i])
                    for each_idx in result_idx:  # 数组后方切片后给twoSum
                        each_result = [num[i], num[each_idx[0]+(i+1)], num[each_idx[1]+(i+1)]]
                        if str(each_result) not in res:
                            res[str(each_result)] = each_result
            for value in res.values():
                result.append(value)
            return result

### 双指针 ###

**超时**  
时间复杂度：O(N^2)+O(N) = O(N^2)，但显然比上面一种解法复杂度更高，不然也不会GG。

class Solution:
        def threeSum(self, num):
            num.sort()
            res = []
            for i in range(len(num)-2):  # 遍历至倒数第三个，后面两个指针
                if i == 0 or num[i] > num[i-1]:
                    left = i + 1
                    right = len(num) - 1
                    while left < right:  # 值得注意的是，这里左右指针将这个数所有情况都遍历加入，所以遇到同样的数直接跳过
                        if num[left] + num[right] == -num[i]:
                            res.append([num[i], num[left], num[right]])
                            left += 1; right -= 1
                            while left < right and num[left] == num[left-1]: left +=1
                            while left < right and num[right] == num[right+1]: right -= 1
                        elif num[left] + num[right] < -num[i]:
                            while left < right:
                                left += 1
                                if num[left] > num[left-1]: break
                        else:
                            while left < right:
                                right -= 1
                                if num[right] < num[right+1]: break
            return res

## Java ##

### 双指针 ###

时间复杂度：O(N^2)

class Solution {
        
        public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
            Arrays.sort(nums);
            List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
            int i = 0;
            while (i < nums.length - 2) {
                if (nums[i] > 0) break;
                int left = i + 1, right = nums.length - 1;
                while (left < right) {
                    int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == 0) {
                        list.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left++], nums[right--]));
                        while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) ++left;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) --right;
                    } else if (sum < 0) ++left;
                    else --right; // ++写在前面，说明++先有效，即b要+1，然后赋值给a
                }
                while (nums[i] == nums[++i] && i < nums.length - 2) ;  // 如果数字重复跳过遍历
            }
            return list;
        }
    }

## 总结 ##

in 操作符在 dict 里面可以理解为是 O(1) 的时间复杂度，在 list 里面可以理解为是 O(n)。

用双指针是可行的，只是去重手法不好会超时而已。

[Link 1]: http://www.cnblogs.com/zuoyuan/p/3699159.html