LeetCode-15. 3Sum（Easy）

https://www.cnblogs.com/Jessey-Ge/p/10993487.html

Given an array nums of n integers, are there elements a, b, c in nums such that a + b + c = 0? Find all unique triplets in the array which gives the sum of zero.

Note:

The solution set must not contain duplicate triplets.

Example:

Given array nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],

A solution set is:
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

思路

双指针法变种——三指针法（这里的指针指的是数组下标）

• 要保证三个数a+b+c=0；
  • 至少要保证有一个数是0或者负数，
  • 但是由于数组是乱序排列的，很难直接判断是否有0或负数，于是想到将数组排序
• 将等式改写为b+c = -a，如何找到
  • 首先保证a是非正数（0或负数）
  • 如何找到b和c使之与-a相等？
    • 定义中间指针p2、尾指针p3,移动的方向为往中间移动

图1：指针移动示意图

• 不能有重复结果
  • 在最外层循环时，跳过已经判断过的数字
  • p2、p3往中间移动时，跳过重复元素

于是
Step1：将数组排序
Step2：以第一个数p1作为最外层循环，其中如果第一个数如果为正，说明和不可能为0
Step3：定义中间指针p2，尾指针p3，

• 如果num[p2] + num[p3] > -nums[p1]，则说明和太小了，应该往数值大的方向的移动，p2++
• 如果num[p2] + num[p3] < -nums[p1]，则说明和太大了，应该往数值小的方向的移动，p3--
• 如果num[p2] + num[p3] = -nums[p1]，将结果保存，同时将p2、p3往中间移动，为了保证结果的唯一性，需要跳过重复元素

---

Tips

列表方法（python）

方法是作用于Python中特定类型对象的函数。列表类型拥有9个只作用于列表的方法，分为两类

• 改变列表的方法
• 不改变列表的方法

以列表aList = [ 2, 1, 3, 'a', 4 ]为例（假设每个方法下的例子都是独立的，不会互相影响）：

1. 不修改列表的方法

• index(x)返回列表中与x值相等的第一个元素的索引。如果在列表中没有找到这样的元素，Python将报错。

aList.index(3)   #输出2

• count(x)返回列表中x出现的次数。如果列表中不包含x，返回0。

aList.count(1)    #输出1

2. 修改列表的方法

• append(x)在列表的末尾添加元素。列表长度增加1，如果append的参数时列表，则该列表（包括方括号）将作为单个元素加入列表中。

aList.append(5)     #输出是[2, 1, 3, 'a', 4, 5]
aList.append([5, 6, 7]) #输出是[2, 1, 3, 'a', 4,  [5, 6, 7] ]

• pop()删除列表末尾的元素，并返回此元素。列表变短，少了一个元素。如果指定索引值，则array.pop(index)将删除该索引位置的元素并返回该项。

aList.pop()    #输出4

• extend(A)需要一个集合作为参数。将该集合中的每个元素添加到列表的末尾，从而扩展列表。

anotherList=[5, 6]
aList.extend(anotherList)  #输出是[2, 1, 3, 'a', 4, 5, 6]

• insert(index, x)在指定位置插入元素。第一个参数是元素插入前的索引。如果x是一个列表，则该列表（包括方括号）将作为单个元素加入列表中。

aList.insert(2, 'b')     #输出是[2, 1, 'b', 3, 'a', 4]

• remove(x)删除列表中第一个值为x的元素。如果没有该元素，将出错。

aList.remove(2)     #输出是[1, 3, 'a', 4]

• sort()将列表中的元素进行排序。与sorted函数比较，sorted返回排好序的列表，但是不改变原列表。如果要对列表的列表进行排序，则只考虑每个列表的首元素。

aList.sort()     #输出是[1, 2, 3, 4, 'a']

• reverse()将列表中的元素反向排列。

aList.reverse()     #输出是['a', 4, 3, 2, 1]

/*
15. 3Sum

Given array nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],

A solution set is:
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
*/


#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> resVec;
        sort(nums.begin(), nums.end()); // sort from small to big

        for (int p1 = 0; p1 < nums.size(); p1++)
        {
            if (nums[p1] > 0) // if the first value is positive,mean fail
                return resVec;

            if (p1 > 0 && nums[p1] == nums[p1 - 1])
                continue;

            int p2 = p1 + 1; // medium pointer, second pointer
            int p3 = nums.size() - 1;  // last pointer, third pointer

            while (p2 < p3)
            {
                int a = nums[p1];
                int b = nums[p2];
                int c = nums[p3];

                if (b + c == -a)
                {
                    vector<int> tempVec(3);
                    tempVec[0] = a;
                    tempVec[1] = b;
                    tempVec[2] = c;
                    resVec.push_back(tempVec);

                    while (p2 < p3 && nums[p2] == nums[p2 + 1])
                        p2++; // 不会越界吗？不会，p3是边界，没超
                    while (p2 < p3 && nums[p3 - 1] == nums[p3])
                        p3--;// 不会越界吗？不会，还有更小的p2

                    p2++;
                    p3--;

                }
                else if (b + c < -a)
                {
                    p2++;
                }
                else
                {
                    p3--;
                }

            }
        }

        return resVec;
    }
};

int main()
{
    Solution s;

    vector<int> ilist = { -1,0,1,2,-1,4 };
    vector<vector<int>> resVec;
    resVec = s.threeSum(ilist);

    return 0;

}

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Feb 22 13:04:58 2020

@author: ZTY
"""

import numpy as np

class Solution(object):
    def threeSum(nums):
        nums.sort()
        result = []
        
        for p1 in range(len(nums)):
            if nums[p1] > 0:
                return result
            if p1>0 and nums[p1] == nums[p1-1]:
                continue
            
            p2 = p1+1
            p3 = len(nums) - 1
            
            while(p2<p3):
                a = nums[p1]
                b = nums[p2]
                c = nums[p3]
                
                if(b+c == -a):
                    result.append([a,b,c])
                    while p2<p3 and nums[p2] == nums[p2+1]:
                        p2 += 1
                    while p2<p3 and nums[p3-1] == nums[p3]:
                        p3 -= 1
                    
                    p2 += 1
                    p3 -= 1
                    
                elif(b+c < -a):
                    p2 += 1
                else:
                    p2 -= 1
                    
        return result

nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]

aa = Solution.threeSum(nums)