LeetCode15.三数之和(Java)

题目

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请你返回所有和为 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。

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解析

1. 排序数组：先对数组进行排序，方便后续使用双指针法并跳过重复元素。
2. 固定一个数，转化为两数之和问题：
   • 遍历数组，固定 nums[i]，然后在 [i+1, n-1] 范围内寻找两个数 nums[left] 和 nums[right]，使得 nums[i] + nums[left] + nums[right] = 0。
   • 相当于在有序数组上求解 nums[left] + nums[right] = -nums[i]（即两数之和问题）。
3. 双指针法：
   • 初始化 left = i + 1，right = n - 1。
   • 计算 sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]：
     • 如果 sum == 0，记录结果，并跳过所有重复的 left 和 right。
     • 如果 sum < 0，说明需要更大的数，left++。
     • 如果 sum > 0，说明需要更小的数，right--。
4. 跳过重复元素：
   • 在固定 nums[i] 时，如果 nums[i] == nums[i-1]，则跳过，避免重复计算。
   • 在找到 sum == 0 后，跳过所有相同的 nums[left] 和 nums[right]。

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 3) {
            return ans;
        }
 
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
 
        for (int i = 0; i < n - 2; i++) {
            if (nums[i] > 0) {
                break; // 后续不可能有解
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue; // 跳过重复的i
            }
 
            int target = -nums[i];
            int left = i + 1;
            int right = n - 1;
 
            while (left < right) {
                int sum = nums[left] + nums[right];
                if (sum == target) {
                    ans.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                    // 跳过重复的left和right
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < target) {
                    left++;
                } else {
                    right--;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}