leetcode15-三数之和

本文详细解析了LeetCode上经典题目“三数之和”的解题思路与算法实现,通过双指针技巧,有效去除重复解,实现高效求解。

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题目描述

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。

示例

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]
]

解题思路

本题的难点在于如何去除重复解。
特判,对于数组长度 n,如果数组为 null 或者数组长度小于 3,返回 []。
对数组进行排序。
遍历排序后数组:
若 nums[i]>0:因为已经排序好,所以后面不可能有三个数加和等于 0,直接返回结果。
对于重复元素:跳过,避免出现重复解
令左指针 L=i+1,右指针 R=n−1,当 L<R 时,执行循环:
当 nums[i]+nums[L]+nums[R]==0,执行循环,判断左界和右界是否和下一位置重复,去除重复解。并同时将 L,R 移到下一位置,寻找新的解
若和大于 0,说明 nums[R]太大,R左移
若和小于 0,说明 nums[L]太小, L右移

leetcode java代码如下:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

class Solution {
    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList();
        int len = nums.length;
        if(nums == null || len < 3) return ans;
        Arrays.sort(nums); // 排序
        for (int i = 0; i < len ; i++) {
            if(nums[i] > 0) break; // 如果当前数字大于0,则三数之和一定大于0,所以结束循环
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue; // 去重
            int L = i+1;
            int R = len-1;
            while(L < R){
                int sum = nums[i] + nums[L] + nums[R];
                if(sum == 0){
                    ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[L],nums[R]));
                    while (L<R && nums[L] == nums[L+1]) L++; // 去重
                    while (L<R && nums[R] == nums[R-1]) R--; // 去重
                    L++;
                    R--;
                }
                else if (sum < 0) L++;
                else if (sum > 0) R--;
            }
        }
        return ans;
    }
}

复杂度分析

时间复杂度:O(n * n),
数组排序O(NlogN),
遍历数组 O(n),
双指针遍历O(n),
总体 O(N \log N)+O(n)∗O(n),O(n * n)
空间复杂度:O(1)

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