三数之和（Python and C++解法）

题目：

给你一个包含 n个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

示例：

给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为：
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/3sum

思路：

　　需要三个指针：当前指针i，另外两个指针left和right分别在当前指针右侧的子数组的两端。通过left与right交替向中间移动，计算对于每个i指针所有满足的nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0 的[ i,left,right]组合,遍历的过程中需要注意去除重复元素。

Python解法：

class Solution(object):
    @staticmethod
    def three_sum(nums):
        n = len(nums)
        res = []
        if not nums or n <=3:
            return []
        nums.sort()  # 升序排序

        for i in range(n-2):  # 最后两个元素不需要遍历
            if nums[i] > 0:
                break
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:  # 去除重复元素
                continue
            left = i + 1
            right = n - 1
            while left < right:
                s = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                if s < 0:
                    left += 1
                elif s > 0:
                    right -= 1
                else:
                    res.append((nums[i], nums[left], nums[right]))
                    left += 1
                    right -= 1
                    while left < right and nums[left] == nums[left-1]:  # 去除重复元素
                        left += 1
                    while left < right and nums[right] == nums[right + 1]:  # 去除重复元素
                        right -= 1
        return res

if __name__ == '__main__':
    the_nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]
    s = Solution()
    result = s.three_sum(the_nums)
    print(result)  # [(-1, -1, 2), (-1, 0, 1)]

C++解法：

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int> &nums) {  // 函数返回的是二维vector
        int n = nums.size();
        vector<vector<int>> res;
        if (n < 3)
            return res;
        sort(nums.begin(), nums.end());  // 数组排序

        for (int i = 0; i < n - 2; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1])
                continue;
            int left = i + 1;
            int right = n - 1;
            while (left < right) {
                int s = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (s < 0)
                    left += 1;
                else if (s > 0)
                    right -= 1;
                else {
                    vector<int> tempRes{ nums[i], nums[left], nums[right] };  // 组成一个vector
                    res.push_back(tempRes);
                    left += 1;
                    right -= 1;
                    while (left < right && nums[left] == nums[left - 1])
                        left += 1;
                    while (left < right && nums[right] == nums[right + 1])
                        right -= 1;
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

int main() {
    vector<int> theNums{ -1, 0, 1, 2, -1, -4 };
    Solution s;
    for (auto aRes : s.threeSum(theNums))  // 打印二维vector
        for(int k = 0; k < aRes.size(); k++)
            cout << aRes[k] << " ";  // -1 -1 2 -1 0 1
}