题目描述
15. 三数之和
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：
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| 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。
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示例 2：
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| 输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。
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示例 3：
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| 输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。
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解题思路
本地难点在于排除重复解
暴力破解
三重 for 循环
- 对数组进行排序，避免部分重复
- 三重 for 循环找到三元组想加等于 0 的元素，通过 list 的 hash 特性判断是否已存在重复三元组。
双指针
- 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
代码实现
暴力破解
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| public class Solution15Case1 {
public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
Arrays.sort(nums);
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) {
if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) {
List<Integer> num = List.of(nums[i], nums[j], nums[k]);
if (!result.contains(num)) {
result.add(num);
}
}
}
}
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {-1, 0, 1, 2, -1, -4};
List<List<Integer>> threeSum = threeSum(nums);
System.err.println(threeSum);
}
}
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双指针
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| public class Solution15Case2 {
public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
Arrays.sort(nums);
int length = nums.length;
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < length; i++) {
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int k = length - 1;
int target = -nums[i];
for (int j = i + 1; j < length; j++) {
if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
continue;
}
while (j < k && nums[j] + nums[k] > target) {
k--;
}
if (j == k) {
break;
}
if (nums[j] + nums[k] == target) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(nums[i]);
list.add(nums[j]);
list.add(nums[k]);
result.add(list);
}
}
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {-1, 0, 1, 2, -1, -4};
List<List<Integer>> threeSum = threeSum(nums);
System.err.println(threeSum);
}
}
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| public class Solution15Case3 {
public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
Arrays.sort(nums);
int length = nums.length;
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < length; i++) {
if (nums[i] > 0) {
break;
}
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int l = i + 1, r = length - 1;
while (l < r) {
int sum = nums[i] + nums[l] + nums[r];
if (sum == 0) {
result.add(List.of(nums[i], nums[l], nums[r]));
while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
l++;
}
while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
r--;
}
l++;
r--;
} else if (sum > 0) {
r--;
} else {
l++;
}
}
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {-1, 0, 1, 2, -1, -4};
List<List<Integer>> threeSum = threeSum(nums);
System.err.println(threeSum);
}
}
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