LeetCode 137 3Sum

针对给定整数数组,寻找所有不重复的三元组使得其和为零。利用排序与双指针技巧避免重复解并提高搜索效率。

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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)
分析:

Ksum的问题,因为规定了元素数量,不好用回溯做,因此要列举所有情况,过程中,保证3个元素下标的有序就可以了。

需要注意的是,因为S中可能存在重复的数字,所以即便保证了三个下标的有序,还是有可能找到重复的结果,所以需要一个HashSet来判断重复。

public class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] num) {
        List<List<Integer>> res  = new ArrayList<List<Integer>>();
        if(num == null || num.length < 3) return res;
        HashSet<List<Integer>> set = new HashSet<List<Integer>>();
        Arrays.sort(num);
        
        for(int i=0; i< num.length-2; i++){
            int j=i+1;
            int k=num.length-1;//利用排序的特点减小复杂度
            while(j<k){
                int sum = num[i]+num[j]+num[k];
                if(sum<0)
                    j++;
                else if(sum>0)
                    k--;
                else{
                    List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
                    item.add(num[i]);
                    item.add(num[j]);
                    item.add(num[k]);
                    //因为num可能存在重复元素,所以i,j,k的组合也可能重复
                    if(!set.contains(item)){
                        res.add(item);
                        set.add(item);
                    }
                    
                    j++;
                    k--;
                }
            }
        }
        return res;
    }
}


资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/9e7ef05254f8 行列式是线性代数的核心概念,在求解线性方程组、分析矩阵特性以及几何计算中都极为关键。本教程将讲解如何用C++实现行列式的计算,重点在于如何输出分数形式的结果。 行列式定义如下:对于n阶方阵A=(a_ij),其行列式由主对角线元素的乘积,按行或列的奇偶性赋予正负号后求和得到,记作det(A)。例如,2×2矩阵的行列式为det(A)=a11×a22-a12×a21,而更高阶矩阵的行列式可通过Laplace展开或Sarrus规则递归计算。 在C++中实现行列式计算时,首先需定义矩阵类或结构体,用二维数组存储矩阵元素,并实现初始化、加法、乘法、转置等操作。为支持分数形式输出,需引入分数类,包含分子和分母两个整数,并提供与整数、浮点数的转换以及加、减、乘、除等运算。C++中可借助std::pair表示分数,或自定义结构体并重载运算符。 计算行列式的函数实现上,3×3及以下矩阵可直接按定义计算,更大矩阵可采用Laplace展开或高斯 - 约旦消元法。Laplace展开是沿某行或列展开,将矩阵分解为多个小矩阵的行列式乘积,再递归计算。在处理分数输出时,需注意避免无限循环和除零错误,如在分数运算前先约简,确保分子分母互质,且所有计算基于整数进行,最后再转为浮点数,以避免浮点数误差。 为提升代码可读性和可维护性,建议采用面向对象编程,将矩阵类和分数类封装,每个类有明确功能和接口,便于后续扩展如矩阵求逆、计算特征值等功能。 总结C++实现行列式计算的关键步骤:一是定义矩阵类和分数类;二是实现矩阵基本操作;三是设计行列式计算函数;四是用分数类处理精确计算;五是编写测试用例验证程序正确性。通过这些步骤,可构建一个高效准确的行列式计算程序,支持分数形式计算,为C++编程和线性代数应用奠定基础。
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