[Leetcode][015] 3Sum (Java)

题目在这里: https://leetcode.com/problems/3sum/

【标签】 Array; Two Pointers

【个人分析】

         老实交待，这个题卡半天，第一次做不会，抄别人的。过了很久，第二次做，还是不会……。好几次都是Time Limited Error。在看过正确答案之后，才知道是用的Two Pointers + sort 做的优化。

　　怎么优化？ 简单说，就是通过 排序 + 跳过重复(利用Two Pointers) 来达到题目中避免 duplicates的要求。

　　核心思路： 我们给最终的由3个数组成的小数组叫 triplet。

                    1. 先锁定triplet中的第一个数字的index为 i (Line 12),

                    2. 然后我们希望从 [ nums[i + 1], nums[end]] 中找到两个数字，使得两个数字的和为 (0 - nums[i])

 　　关键步骤：1. 在锁定第一个数字index的时候，跳过所有重复的数字 (Line 16处)。直到我们找到下一个不重复的数字作为triplet中的第一个数字

                     2. 在从[nums[i + 1], nums[end]]中找两个数字的时候，利用left pointer, right pointer。如果 left, right两个数的和比 twoSumTarget (Line 39)

                        小的话，只能通过将left pointer向右移动，来使得left + right的和更大一些，从而更接近twoSumTarget。

【一点心得】

 　　在O(N^2）的算法中，考虑加入O(NlgN) 的排序操作。特别是遇到需要去除重复的时候，利用排序 + Two Pointers 来达到 HashSet的效果。

public class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();
        int len = nums.length;
        if (len < 3) {
            return result;
        }
        
        Arrays.sort(nums);
        
        // for all number that can be the 1st number of triplet
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            int firstNumber = nums[i];
            
            // skip all duplicated first number
            if (i == 0 || firstNumber != nums[i - 1]) {
                
                int leftIndex  = i + 1;
                int rightIndex = len - 1;
                int twoSumTarget = 0 - firstNumber;
                
                // try to find two numbers that sum up to twoSumTarget
                while (leftIndex < rightIndex) {
                    int twoSum = nums[leftIndex] + nums[rightIndex];
                    if (twoSum == twoSumTarget) {
                        // one valid triplet found!!
                        result.add(Arrays.asList(firstNumber, nums[leftIndex], nums[rightIndex]));
                        // skip duplicated nums[leftIndex]
                        while (leftIndex < rightIndex && nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1]) {
                            leftIndex++;
                        }
                        // skip duplicated nums[rightIndex]
                        while (leftIndex < rightIndex && nums[rightIndex] == nums[rightIndex - 1]) {
                            rightIndex--;
                        }
                        // move to next non-duplicates
                        leftIndex++;
                        rightIndex--;
                    } else if (twoSum < twoSumTarget) {
                        // move left towards right to 
                        // make twoSum larger to get closer to twoSumTarget
                        leftIndex++;
                    } else {
                        rightIndex--;
                    }
                }
                
            }
        }
        
        return result;
    }
}