Leetcode的AC指南 —— 哈希法/双指针：15. 三数之和

摘要：
Leetcode的AC指南 —— 15. 三数之和。题目介绍：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。

文章目录

一、题目
二、解析
1、哈希法
2、双指针

3、思考

一、题目

题目介绍：
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。
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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 2:

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

二、解析

1、哈希法

public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();Arrays.sort(nums); // 对数组排序// 找出a + b + c = 0// a = nums[i], b = nums[j], c = -(a + b)for (int i = 0; i < nums.length; i++) {if (nums[i] > 0) {break;}// 对a去重if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {continue;}Set<Integer> set = new HashSet<>();for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {// 对b去重, 由于存在b == c，所以在对b去重时，排除nums = [-1,-1,0,1,-4,0,2,2,2，2]这种情况，避免出现两次【-4，2，2】if (j > i + 2 && nums[j] == nums[j - 1] && nums[j - 1] == nums[j - 2]) {continue;}// 如果set中存在c，则将a，b，c存入result// 如果set中不存在c，添加c到setint c =  - (nums[i] + nums[j]);if (set.contains(c)) {result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], c));set.remove(c); // 对c去重复} else {set.add(nums[j]);}}}return result;}

时间复杂度: O(n^2)
空间复杂度: O(n)，额外的 set 开销

2、双指针

动画效果如下：
在这里插入图片描述

public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();Arrays.sort(nums); // 对数组排序int right, left;// a + b + c = 0for(int i = 0; i < nums.length - 2; i++){if(nums[i] > 0 || nums[nums.length - 1] < 0) break; // 最小值大于0，最大值小于0时，不满足题意，直接跳出循环if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue; // 对a去重复left = i + 1; // 左指针指向a后的第一个元素right = nums.length - 1; // 右指针指向数组的最后一个元素while (left < right) {int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];if (sum > 0) {right--;} else if (sum < 0) {left++;} else {result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));// 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后，对b 和 c去重while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--; // 左移指针，指向第一个相邻不重复的元素右侧while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++; // 右移指针，指向第一个相邻不重复的元素的左侧right--; // 右指针指向第一个相邻不重复的元素left++; // 左指针指向第一个相邻不重复的元素/*while (right > left) {right--;if(nums[right] != nums[right + 1]) break;} // 左移指针，指向第一个相邻不重复的元素while (right > left && nums[left] == nums[left - 1]) left++; // 右移指针，指向第一个相邻不重复的元素*/}}}return result;}

时间复杂度: O(n^2)
空间复杂度: O(1)