LeetCode图解 3Sum & Array类型问题

LeetCode图解 3Sum & Array类型问题

1.问题描述

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。

2.测试用例

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
示例 2：

输入：nums = []
输出：[]
示例 3：

输入：nums = [0]
输出：[]

3.提示

0 <= nums.length <= 3000
-105 <= nums[i] <= 105

4.解题思路

一、暴力

public List<List<Integer>> threeSum1(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 1; j++) {
                for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) {
                    if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[k]));
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }

问题：

未能去重，去重逻辑复杂
时间复杂度高，能达到O（n^3）

二、hash

参考两数相加的思路，可以利用hash，来改进暴力复杂度过高的问题

public List<List<Integer>> threeSum2(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();

        Map<Integer, List<Integer>> hashMap = new HashMap<>();

        // 遍历数组，寻找每个元素的thatNum
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int thatNum = 0 - nums[i];

            if (hashMap.containsKey(thatNum)) {
                List<Integer> tempList = new ArrayList<>(
                        hashMap.get(thatNum));
                tempList.add(nums[i]);
                result.add(tempList);
                continue;
            }
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                int newKey = nums[i] + nums[j];
                if (!hashMap.containsKey(newKey)) {
                    List<Integer> tempList = new ArrayList<>();
                    tempList.add(nums[j]);
                    tempList.add(nums[i]);
                    hashMap.put(newKey, tempList);
                }
            }
        }
        return result;
    }

问题：

可以hold住大部分的问题，当输入是[0,0,0,0]，会出现重复数据，去重不完全，并不完美

三、双指针

public List<List<Integer>> threeSumFinal(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        ArrayList<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int p0 = 0; p0 < n; p0++) {
            //左指针
            int pl = p0 + 1;
            //有指针
            int pr = n - 1;
            //结束循环
            if (nums[p0] > 0) {
                break;
            }
            //前面有匹配过相同的p0后面就不再匹配
            if (p0 > 0 && nums[p0] == nums[p0 - 1]) {
                continue;
            }
            while (pl < pr) {
                int sum = nums[p0] + nums[pl] + nums[pr];
                if (sum == 0) {
                    result.add(Arrays.asList(nums[p0], nums[pl], nums[pr]));
                    pl++;
                    pr--;
                    //相同跳过
                    while (pl < pr && nums[pl] == nums[pl - 1]) {
                        pl++;
                    }
                    //相同跳过
                    while (pl < pr && nums[pr] == nums[pr + 1]) {
                        pr--;
                    }
                } else if (sum < 0) {
                    pl++;
                } else {
                    pr--;
                }
            }

        }
        return result;
    }