Leetcode 15. 三数之和 (C++)

皇乌冬

已于 2024-04-24 16:10:59 修改

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文章标签：算法

于 2024-04-24 10:30:18 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ouudou/article/details/138145240

文章描述了解决给定整数数组中是否存在三元组满足和为零的问题，通过排序数组并采用双指针技巧，同时处理去重，给出了详细的解题过程和示例。

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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。

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。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示：

3 <= nums.length <= 3000
-105 <= nums[i] <= 105

思路:

由于题目不需要返回数组下标，只需要返回数值的三元组。因此可以将数组排序，使用双指针法。

在按顺序遍历数组的同时，声明两个指针，分别从当前下标的下一位以及最后一位开始遍历，当三个数组和大于0时，移动右指针，使和变小。小于0时移动左指针使和变大。等于0时两个指针同时移动，寻找下一个解。

当两个指针相遇遍历数组的下一个值。

要注意结果的去重。去重只需要满足三元组不同即可，三元组内部可以有重复元素，例如(a,a,b)但结果集合不能有[[a,b,c], [a,b,c]]。

例如在[-2,-1,-1,-1,0,1,2,3]

对第一个元素的去重，为了使第一个[-1, -1, 2]的集合与第二个[-1, -1, 2]去重，在遍历时，选择在nums[i] == nums[i - 1] 时 continue，跳过此轮循环。如果nums[i] == nums[i + 1]时跳过循环的话，对于带有两个连续-1的结果没法保留。

对于第二个和第三个的去重，只需要当遇到相同元素时向前或向后跳过即可。

解题过程:

声明一个二元数组保存结果，排序数组。

vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());

构建循环，从头遍历数组。

int length = nums.size();
for(int i = 0; i < length; i++){

}

当第一个元素大于0时退出循环。因为数组已经排序过了，第一个数组大于0则不可能存在解。

if(nums[i] > 0){
    return result;
}

对第一个值去重，当nums[i] == nums[i - 1]说明当前值已经遍历过了，跳过此次循环。

if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){
    continue;
}

声明两个指针变量，开始左右指针遍历循环。

int j = i + 1;
int k = length - 1;
while(j < k){

}

构建左右指针移动条件结构。

当三个数组和大于0时，移动右指针，使和变小。

小于0时移动左指针使和变大。

等于0时两个指针同时移动，同时去重，跳过重复变量寻找下一个解。

if(nums[i] + nums[j] + nums[k] > 0){
    k--;
}else if(nums[i] + nums[j] + nums[k] < 0){
    j++;
}else{
    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[k]});
    while(j < k && nums[j] == nums[j + 1]){
        j++;
    }
    while(j < k && nums[k] == nums[k - 1]){
        k--;
    }
    k--;
    j++;
}

题解:

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int length = nums.size();
        for(int i = 0; i < length; i++){
            if(nums[i] > 0){
                return result;
            }
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){
                continue;
            }
            int j = i + 1;
            int k = length - 1;
            while(j < k){
                if(nums[i] + nums[j] + nums[k] > 0){
                    k--;
                }else if(nums[i] + nums[j] + nums[k] < 0){
                    j++;
                }else{
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[k]});
                    while(j < k && nums[j] == nums[j + 1]){
                        j++;
                    }
                    while(j < k && nums[k] == nums[k - 1]){
                        k--;
                    }
                    k--;
                    j++;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};