[leetcode][two pointers] 3Sum

最新推荐文章于 2025-01-06 11:26:58 发布

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本文探讨了在整数数组中寻找三个数相加等于零的所有唯一组合的问题。提供了两种解决方案，一种使用排序和双指针技巧实现，时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)；另一种采用哈希表方法，但可能会导致时间超限。

题目：

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

Note:

Elements in a triplet (a,b,c) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c)
The solution set must not contain duplicate triplets.

    For example, given array S = {-1 0 1 2 -1 -4},

    A solution set is:
    (-1, 0, 1)
    (-1, -1, 2)

class Solution {
public:

//时间复杂度是O(nlogn)+O(n^2),所以总的时间复杂度是O(n^2),空间复杂度是O(1)
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
	vector<vector<int> > res;
	if (nums.size() < 3) return res;
	vector<int> oneTriplet(3);
	//排序
	sort(nums.begin(), nums.end());
	//for循环遍历数组，在其后用首尾指针找和为-nums[i]的两个元素，注意去重
	for (int i = 0; i < nums.size() - 2; ++i){
		if (i != 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;//去重
		int target = -nums[i];
		int left = i + 1;
		int right = nums.size() - 1;
		while (left < right){
			if (left != i + 1 && nums[left] == nums[left - 1]){
				++left;
				continue;
			}
			if (right != nums.size() - 1 && nums[right] == nums[right + 1]){
				--right;
				continue;
			}
			if (nums[left] + nums[right] == target){
				
				oneTriplet[0] = nums[i];
				oneTriplet[1] = nums[left];
				oneTriplet[2] = nums[right];
				res.push_back(oneTriplet);
				++left;
			}
			else if (nums[left] + nums[right] < target) ++left;
			else --right;
		}
	}
	return res;
}
};

下面是用hash的方法找2sum，会TLE

class Solution {
public:

//时间复杂度是O(n*n*logn),空间复杂度是O(n)
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
	vector<vector<int> > res;
	if (nums.size() < 3) return res;
	//排序
	sort(nums.begin(), nums.end());
	//for循环遍历数组，找2sum（hash），注意去重
	for (int i = 0; i < nums.size() - 2; ++i){
		if (i != 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;//去重
		int target = -nums[i];
		set<pair<int, int> > lastTwo;
		if (found2Sum(nums, i + 1, target, lastTwo)){
			vector<int> tmp(3);
			for (set<pair<int, int> >::iterator iter = lastTwo.begin(); iter != lastTwo.end(); ++iter){
				tmp[0] = nums[i];
				tmp[1] = iter->first;
				tmp[2] = iter->second;
				res.push_back(tmp);
			}	
		}
	}
	return res;
}
private:
    bool found2Sum(vector<int> &nums, int start, int target, set<pair<int, int> > &lastTwo){//为了得到无重复的二元组，所以使用set
	if (start >= nums.size() - 1) return false;
	set<int> hashSet;
	hashSet.insert(nums[start]);
	for (int i = start + 1; i < nums.size(); ++i){
		if (hashSet.count(target - nums[i])){//找到
			lastTwo.insert(make_pair(target - nums[i], nums[i]));
		}
		hashSet.insert(nums[i]);
	}
	return lastTwo.size() ? true : false;
}
};

注：

1.本题和2sum不同，2sum要求输出下标，所以不能使用先对数组排序在使用首尾指针来查找，hash更合适。本题要求输出元素值，所以排序+首尾指针更合适（时间和空间效率都更高）

2.注意去重，而且两层都要去重。