数组--[15]三数之和/medium

1、题目

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 != ji != kj != 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:

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 3:

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
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2、题目分析

1、三元变量转二元变量:nums[i] + nums[j] + nums[k] = 0 ==> num[j] + num[k] = -num[i]
即确定 num[i] 求 num[j]、num[k]。
2、二元变量求解方案性能优化(暴力解法转双指针):
找某个状态下,二元变量的联系规则。当num[i]确定时, num[j] 和 num[k] 是负相关关系。
而基于这个负相关关系,我们把数据排好序,就可以运用双指针算法

3、解题步骤

1、对数组排序
2、遍历数组,将每个数指定为 num[i],再使用双指针扫描下标 i 之后的数据,查找是否存在 num[j] + num[k] = -num[i]
注意:因为三元组不要求顺序且要求不重复,故 num[i] 的值不能重复指定。因为下标 i 之后的数据是按序排的,故 num[j] + num[k] 只存在一组取值。

4、复杂度最优解代码示例

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
   
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 3) {
   
            return result;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
   
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
   
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            while (left < right) {
   
                int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (sum == 0) {
   
                    result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
   
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
   
                        right--;
                    }
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < 0) {
   
                    left++;
                } else {
   
                    right--;
                }
            }
        }
        return result;
    }

5、抽象与扩展

将复杂的问题简单化,本题有3元变量,考虑降维成二元变量的可行性。

而就算是处理二元变量问题,暴力解决基本耗时是n*n。

优化点主要在找到二元变量相互的影响规则,然后用双指针来处理,此时复杂度是 n(找二元变量影响规则的原因:双指针在每次循环中只移动某个指针,而移动左指针或者右指针需要基于影响规则来确定)

二元变量相互的影响规则举例:
1、比如A、B两个变量,A+B=5,那么A增则B减,A减则B增。
2、贪心-盛最多水的容器

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