LeetCode(03) 三数之和 双指针

题目描述

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。

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

解题思路：

• 先将 nums 排序，时间复杂度为 O(NlogN)；
• 固定 3 个指针中最左（最小）元素的指针 k，双指针 i，j 分设在数组索引 (k,len(nums)) 两端；
• 双指针 i , j 交替向中间移动，记录对于每个固定指针 k 的所有满足 nums[k] + nums[i] + nums[j] == 0 的 i,j 组合：

 （1）当nums[k] > 0 时直接break跳出：因为 nums[j] >= nums[i] >= nums[k] > 0，即 3 个元素都大于 0 ，在此固定指针 k 之后不可能再找到结果了。

（2）当 k > 0且nums[k] == nums[k - 1]时即跳过此元素nums[k]：因为已经将 nums[k - 1] 的所有组合加入到结果中，本次双指针搜索只会得到重复组合。

（3）i，j 分设在数组索引 (k,len(nums)) 两端，当i < j时循环计算s = nums[k] + nums[i] + nums[j]，并按照以下规则执行双指针移动：

• 当s < 0时，i += 1并跳过所有重复的nums[i]；
• 当s > 0时，j -= 1并跳过所有重复的nums[j]；
• 当s == 0时，记录组合[k, i, j]至res，执行i += 1和j -= 1并跳过所有重复的nums[i]和nums[j]，防止记录到重复组合。

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        for (int k = 0; k < nums.length - 2; k++) {
            if (nums[k] > 0) {
                break;
            }
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            int i = k + 1, j = nums.length - 1;
            while (i < j) {
                int sum = nums[k] + nums[i] + nums[j];
                if (sum < 0) {
                    while (i < j && nums[i] == nums[++i]);
                } else if (sum > 0) {
                    while (i < j && nums[j] == nums[--j]);
                } else {
                    res.add(new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(nums[k], nums[i], nums[j])));
                    while (i < j && nums[i] == nums[++i]);
                    while(i < j && nums[j] == nums[--j]);
                }
            }
        }
        return res;
    }
}