【LeetCode分享】三数之和

题目描述 15. 三数之和

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:[]

提示:

  • 0 <= nums.length <= 3000
  • -105 <= nums[i] <= 105

解题思路

由于输出的是不重复的组合,如果我们直接从数组第一个数开始遍历的话,得到的解可能有重复,最后再去去重的话时间复杂度就比较高了。对于这种要求不重复的,一般考虑是哈希表,不过此处的三元组中可以有重复元素,故哈希表不适合在此处,另一种考虑就是如果是一个单增/减数列的话,也可以保证不重复,此处我们可以先对数组进行排序,变成一个单增数组,再进一步考虑。
对于数组排序,JavaScript实现方式很简单,时间复杂度是O(log^n)

nums.sort((a, b) => {
        return a - b
    })

当对数组排序后,对于这个单调不减的数组,我们可以对数组的元素进行遍历,令a=nums[i],考虑当a>0时停止,因为a>0,b\ge a,c\ge b,则a+b+c >0已经不满足了。
当我们确定了a之后,可以用两个指针j、k分别指向数组a的下一个元素以及数组的最后一个元素,得到数b、c,求得s = a + b + c,如果:

  1. s = 0,满足条件,指针i往后移动到不重复的元素位置,j++k--且分别跳过重复的元素。
  2. s > 0,说明三数之和过大,需要将k往左移。
  3. s < 0,说明三数之和过小,需要将j往右移。
  4. 注意的是,指针j一定是在指针k的左侧,即满足j < k

JavaScript实现

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number[][]}
 */
var threeSum = function (nums) {
    const n = nums.length
    if (nums == null || n < 3) return []
    const res = []
    // 先进行排序
    nums.sort((a, b) => {
        return a - b
    })
    // console.log(nums)
    for (let i = 0; i < n - 2; i++) {
        // 跳过重复元素
        if (i > 0 && nums[i] === nums[i - 1]) {
            continue
        }
        // 设置双指针分别为 (i, nums.length),在区间进行查找
        let j = i + 1,
            k = n - 1
        while (j < k) {
            let s = nums[i] + nums[j] + nums[k]
            if (s === 0) {
                res.push([nums[i], nums[j], nums[k]])
                // 去重
                while (j < k && nums[j] === nums[j + 1]) j++
                while (j < k && nums[k] === nums[k - 1]) k--
                j++
                k--
            } else if (s > 0) {
                k--
            } else if (s < 0) {
                j++
            }
        }
    }
    return res
}
// test
console.log(threeSum([-1, 0, 1, 2, -1, -4]))
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