Leetcode-15 3Sum

最新推荐文章于 2022-02-10 12:14:07 发布

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本文详细解析了经典的三数之和(3Sum)问题的高效解决方案，采用双指针技巧结合快速排序处理数组，避免重复解的同时确保元素非递减顺序。并通过具体示例展示了解题过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题描述：Given an array S of n integers,are there elements a, b, c in S such that a + b + c = 0? Find all uniquetriplets 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 solutionset is:

(-1, 0, 1)

(-1, -1, 2)

解法：主要思想为选定第一个值num[i]，则转换成和为-num[i]的Two Sum问题（TwoSum的解法：

http://blog.youkuaiyun.com/woliuyunyicai/article/details/44222949）

在本题中要注意考虑消除重复结果的问题，通过跳过num[i+1]=num[i]的循环，以及在TwoSum子问题内部，消除重复现象（注意重复仅是指产生了多个相同的结果）

代码：

public class Solution{
	public ArrayList<ArrayList<Integer>> threeSum(int[] num) {
		// 结果数组
		ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
		//边界处理
		if(num.length < 3)
		{
			return list;
		}
		
		// 快速排序：或者直接使用Arrays.sort(num);
		quicksort(num, 0, num.length - 1);
		//Arrays.sort(num);

		// 先选定一个值,注意范围为0 ~ num.length - 2
		for (int i = 0; i < num.length - 2; i++) {
			// 消除重复值的重复计算，注意考虑 i = 0 情况
			if (i == 0 || num[i] > num[i - 1]  ) {
				int start = i + 1;
				int end = num.length - 1;
				int target = (-num[i]);// 转化为和为target的TwoSum问题
				while (start < end) {
					if (num[start] + num[end] > target) {
						--end;
					} else if (num[start] + num[end] < target) {
						++start;
					} else {
						ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
						temp.add(num[i]);
						temp.add(num[start++]);
						temp.add(num[end--]);
						list.add(temp);
			
						//注意这里的判断条件，因为前面已经有了start++，end--（开始下一轮循环）
						//(这里要避免出现下面两个循环判断不成立，直接跳至下一循环的情况，若start，end不变化，则会始终循环下去)
						while (start < end && num[start] == num[start - 1]) {
							// 注意不可直接退出，应为可能还有其他两个数的和满足题设
							++start;
						}
						while (start < end && num[end] == num[end + 1]) {
							--end;
						}				
					}
				}
			}
		}
		return list;
	}

	// 先进行一次快速排序
	private void quicksort(int[] num, int start, int end) {
		if (start < end) {
			int mid = Partation(num, start, end);
			quicksort(num, start, mid - 1);
			quicksort(num, mid + 1, end);
		}
	}

	private int Partation(int[] num, int start, int end) {
		int midnum = num[end];// 选取哨兵
		int index = start;

		for (int i = start; i < end; i++) {
			if (num[i] <= midnum) {
				swap(num, index, i);
				++index;
			}
		}
		swap(num, index, end);
		return index;
	}

	// 交换两个位置上的数值
	private void swap(int[] data, int a, int b) {
		int temp = data[a];
		data[a] = data[b];
		data[b] = temp;
	}
}