LeetCode 刷题记录 15. 3Sum

最新推荐文章于 2025-08-26 16:16:21 发布

dldldl1994

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分类专栏： LeetCode

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本文深入探讨了经典的三数之和算法，提供了一种高效求解数组中是否存在三个数相加等于零的方法。通过排序和双指针技巧，避免了重复解，实现了O(n^2)的时间复杂度。

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

Note:

The solution set must not contain duplicate triplets.

Example:

Given array nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],

A solution set is:
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
解法：
先排序，再左右夹逼方法可以推广到k-sum 先做k-2次循环在最内层左右夹逼

排除特殊情况，如果数量少于3个，或者首元素大于0或者尾元素小于0 直接可以返回因为不可能三数之和为0
外层循环循环到倒数第3个数固定循环的数为第一个数，如果该数大于0，说明之后的数都大于0，不可能三数之和为0直接退出
记得去除重复然后两段夹逼

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int> > res;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        if(nums.size() < 3 || nums.front() > 0 || nums.back() < 0) return res;
        
        for(int i = 0; i < nums.size() - 2; i++){
            if(nums[i] > 0) break;
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            int lo = i + 1;
            int hi = nums.size() - 1;
            int target = 0 - nums[i];
            while(lo < hi){
                if(nums[lo] + nums[hi] == target){
                    res.push_back({nums[i], nums[lo], nums[hi]});
                    while(lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) lo++;
                    while(lo < hi && nums[hi] == nums[hi - 1]) hi--;
                    lo++;
                    hi--;
                    
                } else if(nums[lo] + nums[hi] < target){
                   // while(lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) lo++;
                    lo++;
                } else {
                    //while(lo < hi && nums[hi] == nums[hi - 1]) hi--;
                    hi--;
                }
            }
            
            
        }
        return res;
    }
};

java：

Arrays.asList将数组变成List，但是该list只能遍历，不能增加和删除元素，因为该方法实现的是自己的内部类java.util.Arrays.ArrayList，这个内部类没有实现add()、remove()方法，而是直接使用它的父类AbstractList的相应方法。而AbstractList中的add()和remove()是直接抛出java.lang.UnsupportedOperationException异常的
ArrayList添加方法是add方法

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        if(nums.length < 3 || nums[0] > 0 || nums[nums.length - 1] < 0) return res;
        
        for(int i = 0; i < nums.length - 2; i++){
            if(nums[i] > 0) break;
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            int lo = i + 1;
            int hi = nums.length - 1;
            int target = 0 - nums[i];
            while(lo < hi){
                if(nums[lo] + nums[hi] == target){
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[lo], nums[hi]));
                    while(lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) lo++;
                    while(lo < hi && nums[hi] == nums[hi - 1]) hi--;
                    lo++;
                    hi--;
                    
                } else if(nums[lo] + nums[hi] < target){
                    //while(lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) lo++;
                    lo++;
                } else {
                    //while(lo < hi && nums[hi] == nums[hi - 1]) hi--;
                    hi--;
                }
            }
            
            
        }
        return res;
    }
}

Python：
List添加方法是append方法

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        res = []
        nums.sort()
        if len(nums) < 3 or nums[0] > 0 or nums[-1] < 0: return res
        
        for i in range(len(nums) - 2):
            if nums[i] > 0: break
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]: continue
            lo, hi = i + 1, len(nums) - 1
            
            target = 0 - nums[i]
            while lo < hi:
                if nums[lo] + nums[hi] == target:
                    res.append((nums[i], nums[lo], nums[hi]))
                    while lo < hi and nums[lo] == nums[lo + 1]: lo += 1
                    while lo < hi and nums[hi] == nums[hi - 1]: hi -= 1
                    lo += 1
                    hi -= 1
                    
                elif nums[lo] + nums[hi] < target:
                    #while lo < hi and nums[lo] == nums[lo + 1]: lo += 1
                    lo += 1
                else: 
                    #while lo < hi and nums[hi] == nums[hi - 1]: hi -= 1
                    hi -= 1
                
            
            
            
        
        return res;