Leetcode #15: 三数之和 [HashMap+双指针]

最新推荐文章于 2024-04-10 19:23:38 发布

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本文深入探讨了经典的三数之和问题，提供了两种高效解决方案：排序+哈希表法和排序+对撞指针法。通过实例演示，详细解释了如何在给定数组中寻找所有不重复的三元组，使它们的和等于零。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：

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]
]

题解1: 排序+哈希表

先把数组排序，然后选定两个数字之后去HashMap里找另一个数字，但是我写的比较繁琐，应该可以进行进一步优化，Time complexity理想状况下为O(N)

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        //先用Arrays.sort()排序 ---> [-4,-1,-1,0,1,2]
        //记录下负数的个数，把所有数字都存入HashMap里
        //1.双层for循环求和负数，然后去HashMap里找对应的正数
        //2.判断是否有0，如果有0则挨个寻找相反的数
        List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
        if(nums.length < 3) return list;
        Arrays.sort(nums);
        int negative = 0;
        int positive = 0;
        int zero = 0;
        int sum = 0;
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i=0; i<nums.length; i++){
            if(nums[i] < 0) {
                negative++;
            }else if(nums[i] == 0) {
                zero++;
            }else{
                positive++;
            }
            map.put(nums[i], 1);
        }
        if(negative >= 2){
            for(int i=0; i<negative-1; i++){
                if((i>0 && nums[i]==nums[i-1])) continue;
                for(int j=i+1; j<negative; j++){
                    if(j>i+1 && nums[j]==nums[j-1]) continue;
                    sum = -1*(nums[i] + nums[j]);
                    // System.out.println(sum);
                    if(map.containsKey(sum)){
                        // System.out.println(sum);
                        List<Integer> sub = new ArrayList<>();
                        sub.add(nums[i]);
                        sub.add(nums[j]);
                        sub.add(sum);
                        list.add(sub);
                    }
                }
            }
        }
        if(positive>=2){
            for(int i=nums.length-positive; i<nums.length; i++){
                if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue;
                for(int j=i+1; j<nums.length; j++){
                    if(j>i+1 && nums[j]==nums[j-1]) continue;
                    sum = -1*(nums[i] + nums[j]);
                    if(map.containsKey(sum)){
                        List<Integer> sub = new ArrayList<>();
                        sub.add(nums[i]);
                        sub.add(nums[j]);
                        sub.add(sum);
                        list.add(sub);
                    }
                }
            }
        }
        // System.out.println(1);
        if(zero > 0){
            if(zero >= 3){
                List<Integer> sub = new ArrayList<>();
                sub.add(0);
                sub.add(0);
                sub.add(0);
                list.add(sub);
            }
            for(int i=0; i<negative; i++){
                if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]){
                    continue;
                }
                if(map.containsKey(-1*nums[i])){
                    List<Integer> sub = new ArrayList<>();
                    sub.add(0);
                    sub.add(nums[i]);
                    sub.add(-1*nums[i]);
                    list.add(sub);
                }
            }
        }
        return list;
    }
}

题解2: 排序+对撞指针

先排序，for loop循环拿到第一个数，然后用对撞指针找到另外两个数字,相当于for loop做2Sum

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            int left = i + 1;
            int right = n - 1;
            while (left < right) {
                int tmp = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (tmp == 0) {
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left += 1;
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right -= 1;
                    left += 1;
                    right -= 1;
                } else if (tmp > 0) right -= 1;
                else left += 1;
            }
        }
        return res;

    }
}