15. 三数之和

题目

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：

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输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]

示例 2：

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输入：nums = []
输出：[]

示例 3：

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2
输入：nums = [0]
输出：[]
1
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3
提示：
0 <= nums.length <= 3000
-105 <= nums[i] <= 105

思路

本题的难点在于去除重复的元素，这个题类似于全排列II、子集II都是需要排序后去重

第一种：三种for循环暴力求解

第二种：for循环的时间复杂度太高，在O(n^3^)，优化后使用两次for循环，在第三次的时候我们使用两个指针来代替（因为我们已经使用了排序，所以才能使用指针）

  1. 先对数组进行排序
  2. 第一层为for循环，第二层为while循环（left < right）
    1. 要排除重复元素，如果这个值和前面的值相等，left++，如果和后面的值相等right————
    2. 如果这两个值的和相等，添加到元素，left++，right–
    3. 如果这两个数小于0 ，left++
    4. 大于0，right–

实现

暴力破解：提交超时

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private static class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        if (nums[0] > 0){
            return null;
        }
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int length = nums.length;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i]) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < length; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j - 1] == nums[j]) {
                    continue;
                }
                for (int k = j + 1; k < length; k++) {
                    if (k > j  + 1 && nums[k - 1] == nums[k]) {
                        continue;
                    }
                    if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) {
                        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                        list.add(nums[i]);
                        list.add(nums[j]);
                        list.add(nums[k]);
                        res.add(list);
                    }
                }
            }

        }
        return res;
    }
}

指针

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private static class Solution2 {
        public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
            Arrays.sort(nums);
            List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
            int length = nums.length;
            int left;
            int right;
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i]) {
                    continue;
                }
                left = i + 1;
                right = length - 1;
                while (left < right) {
                    if (left > i + 1 && nums[left] == nums[left - 1]) {
                        left++;
                        continue;
                    }

                    if (right < length - 1 && nums[right] == nums[right + 1]) {
                        right--;
                        continue;
                    }

                    if (nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0) {
                        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                        list.add(nums[i]);
                        list.add(nums[left]);
                        list.add(nums[right]);
                        res.add(list);
                    }
                    if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) {
                        left++;
                    } else {
                        right--;
                    }
                }

            }
            return res;
        }
    }