leetcode 15. 三数之和（Three Sum）python实现

最新推荐文章于 2023-12-12 17:59:21 发布

Mr._Hou

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分类专栏： leetcode 文章标签：数据结构与算法 python

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本文详细解析LeetCode上的经典题目“三数之和”（ThreeSum），提供Python实现方法，包括排序优化和双指针技巧，以避免重复解并提高求解效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.题目描述

[15] 三数之和

https://leetcode-cn.com/problems/3sum/description/

algorithms
Medium (21.76%)
Total Accepted: 46.5K
Total Submissions: 213.6K
Testcase Example: ‘[-1,0,1,2,-1,-4]’

给定一个包含 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
？找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为：
[
⁠ [-1, 0, 1],
⁠ [-1, -1, 2]
]

2.解答

因暴力法超时，故想办法做出优化，可先对数组进行排序，设立i, j, k三个指针，i从左向右依次移动，j和k分别指向i右边剩余的头和尾元素，根据约束条件，j和k逐步靠拢，i遍历结束即得到解。

其中有几个优化点：i指向元素>=0或者k指向元素<=0时可停止没必要继续移动i和k；排序后遇到连续几个相等的元素，指针跳过即可。

class Solution:
  def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
    nums.sort()
    res = []
    length = len(nums)
    for i in range(length):
      if nums[i] <= 0 :
        if nums[i] > nums[i - 1] or i ==0:
          j, k = i + 1, length - 1
          while nums[k] >= 0 and j < k:
            sum = nums[i] + nums[j] + nums[k]
            if sum > 0:
              k -= 1
            elif sum < 0:
              j += 1
            else:
              res.append([nums[i], nums[j], nums[k]])
              k -= 1
              j += 1
              while nums[j] == nums[j - 1] and j < k:
                j += 1
              while nums[k] == nums[k + 1] and j < k:
                k -= 1
      else:
        break
    return res

转leetcode别人的代码，先将nums中的元素做了计数存在了d这个dict中，然后对nums进行了正负元素划分，双层循环遍历，查找第三个元素是否存在于d，这里注意：遇到三个元素中有两个相等的需要验证确实存在两个。其实这里的pos和neg可以是set类型，去重后效率更高。

class Solution:
  def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
    d = {}
    for val in nums:
        d[val] = d.get(val, 0) + 1

    pos = [x for x in d if x > 0]
    neg = [x for x in d if x < 0]

    res = []
    if d.get(0, 0) > 2:
        res.append([0, 0, 0])

    for x in pos:
        for y in neg:
            s = -(x + y)
            if s in d:
                if s == x and d[x] > 1:
                    res.append([x, x, y])
                elif s == y and d[y] > 1:
                    res.append([x, y, y])
                elif y < s < x:
                    res.append([x, y, s])
    return res