代码随想录算法训练营第六天(3)|15. 三数之和

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题目描述

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 ?请你找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意: 答案中不可以包含重复的三元组。

示例:

给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],

满足要求的三元组集合为: [ [-1, 0, 1], [-1, -1, 2] ]

代码示例

from typing import List

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        result = []
        nums.sort()
        
        for i in range(len(nums)):
            # 如果当前元素大于零,因为数组已排序,后续元素必定也大于零,不可能凑成三元组
            if nums[i] > 0:
                break
            
            # 去重
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
                continue
            
            left, right = i + 1, len(nums) - 1
            
            while left < right:
                total = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                
                if total == 0:
                    result.append([nums[i], nums[left], nums[right]])
                    # 去重
                    while left < right and nums[left] == nums[left + 1]:
                        left += 1
                    while left < right and nums[right] == nums[right - 1]:
                        right -= 1
                    left += 1
                    right -= 1
                elif total < 0:
                    left += 1
                else:
                    right -= 1
        
        return result

# 示例用法
solution = Solution()
nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]
result = solution.threeSum(nums)
print(result)

通过学习代码随想录后,对解题思路有了更清晰的认识。

排序数组后,通过遍历数组并使用双指针的方法,可以在 O(n^2) 的时间复杂度内找到所有满足条件的三元组。其中,排序是为了方便后续双指针的移动。

对于每个元素 nums[i],设置左右两个指针分别指向 i 的下一个位置(left = i + 1)和数组末尾(right = len(nums) - 1)。通过比较 nums[i] + nums[left] + nums[right] 与零的大小关系,移动左右指针,从而逐步缩小搜索范围。

这个方法的关键在于在每一步中,根据当前三个元素的和与零的关系,调整左右指针的位置,使得我们能够逼近零。通过这种方式,我们可以避免使用暴力解法的三重循环,提高了算法的效率。

尽管这道题可能一开始感觉较为复杂,但通过深入理解和练习,逐步掌握这种双指针的技巧,会对解决其他类似问题起到积极的帮助。