力扣：15. 三数之和（Python3）

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 != 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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：力扣

示例：

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 。

解法：

首先将列表排序，排序后分成3个列表（negative，zero，positive），分别存放负数、0、正数。接着去除不可能用到的数，如果某数的绝对值大于min（最小2个负数之和的绝对值，最大2个正数之和），那么说明此数太大了或太小了，没有两数之和能等于该数。然后进入算法。

如果3数之和为0，只有4种可能，分别是0+0+0，负数+0+正数（正数=|负数|），负数1+负数2+正数（正数=|负数1+负数2|），正数1+正数2+负数（|负数|=正数1+正数2），所以分为这4种情况分别讨论。

1.0+0+0：如果zero中存在3个及以上个0，那就把[0,0,0]加入结果中。

2.负数+0+正数：如果zero中存在0，那么就需要考虑这种情况，判断negative和positive中有没有绝对值相同的数。

3.负数+负数+正数：这种情况相当于-（负数1+负数2）=正数，所以遍历positive（外层循环），取到的每个值设为y，用双指针思想遍历negative（内层循环），设x1=0，x2=len（negative-1），x1指向negative的头，x2指向negative的尾，如果-(negative[x1]+negative[x2])=y，那就添加到结果，x1+=1，在添加到结果的时候注意判断结果中是否已存在，不要重复添加。如果y，x1+=1，说明此时负数之和太小，移动x1可以使负数之和变大。循环的终止条件是x1=x2，每次循环结束，x1、x2都要重置。

4.正数+正数+负数：和3同理。

知识点：

1.关于负数：可以直接在代表数值的变量前加“-”，相当于*（-1）。

2.list.append(element)和list.extend(sequence)：都是向列表中添加元素，但是extend的参数必须是可迭代对象，同时extend和+=等价。append和extend的区别是当参数是可迭代对象时，append是作为整体加入，extend是取可迭代对象中每个元素依次加入。比如list=[1]，list.append([2,3])输出是[1,[2,3]]，listexpend([2,3])输出是[1,2,3]。

代码：

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        nums.sort()
        zero = [num for num in nums if num == 0]
        negative = [num for num in nums if num < 0]
        positive = [num for num in nums if num > 0]
        if len(positive) > 1 and len(negative) > 1:
            negative = [num for num in negative if num >= -(t6 := min(-(negative[0] + negative[1]), positive[-1] + positive[-2]))]
            positive = [num for num in positive if num <= t6]
        result = []
        if len(zero) >= 3:
            result.append([0, 0, 0])
        if zero:
            for num in negative:
                if -num in positive and (t := [0, num, -num]) not in result:
                    result.append(t)
        if len(negative) > 1 and len(positive) > 0:
            x1 = 0
            x2 = len(negative) - 1
            for y in positive:
                while x1 != x2:
                    if (t2 := -(negative[x1] + negative[x2])) == y and (t1 := [negative[x1], negative[x2], y]) not in result:
                        result.append(t1)
                        x1 += 1
                    elif t2 < y:
                        x2 -= 1
                    else:
                        x1 += 1
                x1 = 0
                x2 = len(negative) - 1
        if len(positive) > 1 and len(negative) > 0:
            x1 = 0
            x2 = len(positive) - 1
            for y in negative:
                while x1 != x2:
                    if (t4 := positive[x1] + positive[x2]) == -y and (t3 := [positive[x1], positive[x2], y]) not in result:
                            result.append(t3)
                            x1 += 1
                    elif t4 < -y:
                        x1 += 1
                    else:
                        x2 -= 1
                x1 = 0
                x2 = len(positive) - 1
        return result