算法十五:三数之和

算法内容

给你一个包含 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 ?请你找出所有和为 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]]

示例 2:
输入:nums = []
输出:[]

示例 3:
输入:nums = [0]
输出:[]

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/3sum

算法思想

该算法有两种解决方法:暴力解决和双指针方法。

  • 暴力解决:由于是三数之和,所以用三个for循环将所有符合条件的情况都放入list集合中,最后再将重复的去掉,该解决方案没有难度,这里不再详细描述。
  • 双指针思想:该算法思想用图来描述,简单又直观。
    图1
    图2
    图3
    图4

整体算法

  • 暴力解法(将所有可能都求出来再去重)
public class Day_15_no {
    
    
    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
    
    
        List<List<Integer>> lists=new ArrayList();
        if(nums.length<3){
    
    
            return lists;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int k = 0; k <= nums.length-3; k++) {
    
    
            for (int i = nums.length-1; i >k ; i--) {
    
    
                for (int j = k+1; j < i; j++) {
    
    
                    if(nums[k]+nums[i]+nums[j]==0){
    
    
                        List<Integer> list=new ArrayList<>();
                        list.add(nums[k]);
                        list.add(nums[j]);
                        list.add(nums[i]);
                        //System.out.println(list);
                        lists.add(list);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < lists.size(); i++) {
    
    
            for (int j = i+1; j < lists.size(); j++) {
    
    
                if (lists.get(i).equals(lists.get(j))) {
    
    
                    lists.remove(j);
                    j--;
                    continue;
                }
            }
        }
        return lists;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        int [] nums={
    
    34,55,79,28,46,33,2,48,31,-3,84,71,52,-3,93,15,21,-43,57,-6,86,56,94,74,83,-14,28,-66,46,-49,62,-11,43,65,77,12,47,61,26,1,13,29,55,-82,76,26,15,-29,36,-29,10,-70,69,17,49};
        System.out.println(threeSum(nums).toString());
    }
}
  • 双指针法
public class Day_15 {
    
    
    static Scanner input=new Scanner(System.in);
    static List<List<Integer>> lists=new ArrayList<>();
    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
    
    
        Arrays.sort(nums);
        int cout=nums.length-2;
        int y=0;
        for (int i = 0; i < cout; i++) {
    
    
            if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){
    
    
                continue;
            }
            y=i+1;
            for (int j = nums.length-1; j >y; ) {
    
    
                if (j<nums.length-1&&nums[j]==nums[j+1]){
    
    
                    j--;
                    continue;
                }
                if(nums[i]+nums[j]+nums[y]==0){
    
    
                    List<Integer> list=new ArrayList<>();
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[j]);
                    list.add(nums[y]);
                    lists.add(list);
                    j--;
                    y++;
                }
                if (nums[i]+nums[j]+nums[y]>0){
    
    
                    j--;
                }
                if (nums[i]+nums[j]+nums[y]<0){
    
    
                    y++;
                }
            }
        }
        return lists;
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        System.out.print("请输入数组大小:");
        int num=input.nextInt();
        int [] nums=new int[num];
        System.out.println("请输入数组数据:");
        for (int i = 0; i < num; i++) {
    
    
            System.out.println("数字"+i+":");
            nums[i]=input.nextInt();
        }
        threeSum(nums);
        for (int i = 0; i < lists.size(); i++) {
    
    
            System.out.print(lists.get(i)+" ");
        }
    }
}

尾语

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