【Leetcode】3Sum

题目：

Given an array S of n integers, are there elements a, b, c in S such that a + b + c = 0? Find all unique triplets in the array which gives the sum of zero.

Note: The solution set must not contain duplicate triplets.

For example, given array S = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],A solution set is:[  [-1, 0, 1],  [-1, -1, 2]]

思路：

暴力解决法是每个人都能想到的，三层for循环，时间复杂度是O(n^3)，而且还要处理重复的问题，显然不是题目想要的解法。

我们不妨先对数组排个序。排序之后，我们就可以对数组用两个指针分别从前后两端向中间扫描了，如果是 2Sum，我们找到两个指针之和为target就OK了，那 3Sum 类似，我们可以先固定一个数，然后找另外两个数之和为第一个数的相反数就可以了。

Java版本：

public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();    Arrays.sort(nums);    for (int i = 0; i + 2 < nums.length; i++) {        if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {              // skip same result            continue;        }        int j = i + 1, k = nums.length - 1;          int target = -nums[i];        while (j < k) {            if (nums[j] + nums[k] == target) {                res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[k]));                j++;                k--;                while (j < k && nums[j] == nums[j - 1]) j++;  // skip same result                while (j < k && nums[k] == nums[k + 1]) k--;  // skip same result            } else if (nums[j] + nums[k] > target) {                k--;            } else {                j++;            }        }    }    return res;}

首先数组长度至少是3，固定一个数值索引i，并且保证紧接着的数不与前面的数值相同，若当前nums[i]与nums[i-1]相同，说明这个值已经判断过了，往后再移动一位取值，索引为j，从数组后面取值为k，目标值target为nums[i]的负数，由两边向中间靠拢，由于是从小到大的排序，当匹配到target后，j++，k--，否则，若大于target，则k--，即减大的数，若小于target，则j++，增大小的数，当j>k时，说明一次循环检查结束。

Python版本:

class Solution:    def threeSum(self, nums):        """        :type nums: List[int]        :rtype: List[List[int]]        """        res = []        nums.sort()        for i in range(len(nums)-2):            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:                continue                    r = i+1            k = len(nums)-1            while r < k:                s = nums[i] + nums[k] + nums[r]                if s < 0:                    r +=1                 elif s > 0:                    k -= 1                else:                    res.append((nums[i], nums[r], nums[k]))                    r += 1; k -= 1                    while r < k and nums[r] == nums[r-1]:                        r += 1                    while r < k and nums[k] == nums[k+1]:                        k -= 1                            return res 

C++版本：

vector<vector<int> > threeSum(vector<int> &num) {        vector<vector<int> > res;    std::sort(num.begin(), num.end());    for (int i = 0; i < num.size(); i++) {                int target = -num[i];        int front = i + 1;        int back = num.size() - 1;        while (front < back) {            int sum = num[front] + num[back];                        // Finding answer which start from number num[i]            if (sum < target)                front++;            else if (sum > target)                back--;            else {                vector<int> triplet(3, 0);                triplet[0] = num[i];                triplet[1] = num[front];                triplet[2] = num[back];                res.push_back(triplet);                                // Processing duplicates of Number 2                // Rolling the front pointer to the next different number forwards                while (front < back && num[front] == triplet[1]) front++;                // Processing duplicates of Number 3                // Rolling the back pointer to the next different number backwards                while (front < back && num[back] == triplet[2]) rear--;            }                    }        // Processing duplicates of Number 1        while (i + 1 < num.size() && num[i + 1] == num[i])             i++;    }        return res;    }