LeetCode-第15题-三叔之和

1.题目描述

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。

2.样例描述

3.思路描述

先将 nums 排序，时间复杂度为 O(NlogN)O(NlogN)O(NlogN)。

固定 333 个指针中最左（最小）元素的指针 k，双指针 i，j 分设在数组索引 (k,len(nums))(k, len(nums))(k,len(nums)) 两端。

双指针 iii , jjj 交替向中间移动，记录对于每个固定指针 k 的所有满足 nums[k] + nums[i] + nums[j] == 0 的 i,j 组合：

当 nums[k] > 0 时直接break跳出：因为 nums[j] >= nums[i] >= nums[k] > 0，即 333 个元素都大于 000 ，在此固定指针 k 之后不可能再找到结果了。
当 k > 0且nums[k] == nums[k - 1]时即跳过此元素nums[k]：因为已经将 nums[k - 1] 的所有组合加入到结果中，本次双指针搜索只会得到重复组合。
i，j 分设在数组索引 (k,len(nums))(k, len(nums))(k,len(nums)) 两端，当i < j时循环计算s = nums[k] + nums[i] + nums[j]，并按照以下规则执行双指针移动：
当s < 0时，i += 1并跳过所有重复的nums[i]；
当s > 0时，j -= 1并跳过所有重复的nums[j]；
当s == 0时，记录组合[k, i, j]至res，执行i += 1和j -= 1并跳过所有重复的nums[i]和nums[j]，防止记录到重复组合。（思路来源于网络高手@krahets）

4.代码展示

class Solution {
    public List> threeSum(int[] nums) {
        // 对数组进行排序
        Arrays.sort(nums); 
        // 用于存储结果的列表
        List> res = new ArrayList<>();
        // 外层循环，遍历数组
        for (int k = 0; k < nums.length - 2; k++) {
            // 如果当前元素大于零，由于数组已排序，后面的元素必然大于零，所以退出循环
            if (nums[k] > 0) break;  
            // 跳过相邻相等的元素，避免重复计算相同的三元组
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) continue;           
            // 定义两个指针，i从k的下一个位置开始，j从数组末尾开始
            int i = k + 1, j = nums.length - 1;         
            // 内层循环，使用双指针法找到三元组
            while (i < j) {
                int sum = nums[k] + nums[i] + nums[j];              
                // 如果三元组的和小于零，移动i指针，直到遇到不同的元素
                if (sum < 0) {
                    while (i < j && nums[i] == nums[++i]);
                } 
                // 如果三元组的和大于零，移动j指针，直到遇到不同的元素
                else if (sum > 0) {
                    while (i < j && nums[j] == nums[--j]);
                } 
                // 如果三元组的和等于零，将这个三元组添加到结果列表中
                else {
                    res.add(new ArrayList(Arrays.asList(nums[k], nums[i], nums[j])));
                    // 移动i和j指针，跳过相邻相等的元素
                    while (i < j && nums[i] == nums[++i]);
                    while (i < j && nums[j] == nums[--j]);
                }
            }
        }
        
        // 返回结果列表
        return res;
    }
}