[Java·算法·中等]LeetCode15. 三数之和

逃离我推掉我的手 2023-09-24 21:01 33阅读 0赞

#### 每天一题，防止痴呆 ####

*  题目
 *  示例
 *  分析思路1
 *  题解1

## 题目 ##

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 ##

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。

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

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

## 分析思路1 ##

先将数组排序，然后遍历数组，对于每个元素，使用双指针的方式在其后面的子数组中查找两个数，使得这三个数之和等于0。

具体而言，我们首先对数组进行排序，这样可以让我们方便地判断哪些数可以组成三数之和为0。然后，我们遍历排序后的数组，对于每个元素nums\[i\]，我们使用双指针left和right分别指向nums\[i\]后面的数组的开头和结尾。

在循环中，我们计算nums\[i\]、nums\[left\]和nums\[right\]的和sum。如果sum等于0，则将这三个数加入到结果集中，并将left和right向中间移动，跳过重复的元素。如果sum小于0，则说明左边的数太小了，left需要向右移动。如果sum大于0，则说明右边的数太大了，right需要向左移动。

由于数组已经排过序了，因此我们可以很容易地判断哪些元素是重复的，从而避免重复计算相同的三元组。同时，我们还需要注意一些边界条件，比如当nums\[i\]大于0时，可以直接退出循环，因为后面的元素都大于0，不可能组成三数之和为0。

## 题解1 ##

class Solution {
        
        public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        
            List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    
            Arrays.sort(nums);
            for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
        
                // 如果当前元素大于0，则三数之和必定大于0，结束循环
                if(nums[i] > 0){
        
                    break;
                }
                // 如果当前元素和上一个元素相同，则跳过，避免重复
                if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]){
        
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (left < right){
        
                    int sum = nums[i] + nums[left] +nums[right];
                    if(sum == 0){
        
                        result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                        // 跳过重复元素
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]){
        
                            left++;
                        }
                        while (left < right && nums[right] == nums[right-1]){
        
                            right--;
                        }
                        left++;
                        right--;
                    }else if (sum < 0) {
        
                        left++;
                    }else {
        
                        right--;
                    }
                }
            }
            return result;
        }
    }

执行结果  
![在这里插入图片描述][084e7711b1da497c875b4c07ba9ca0d7.png]

[084e7711b1da497c875b4c07ba9ca0d7.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/084e7711b1da497c875b4c07ba9ca0d7.png