《leetCode》：3Sum

来源：互联网发布：人工智能应用文献综述编辑：程序博客网时间：2024/05/17 02:08

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:Elements in a triplet (a,b,c) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c)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)

方法一

暴力搜索法，利用三个for循环进行遍历，时间复杂度为O（n^3）

实现代码如下：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h> /** * Return an array of arrays of size *returnSize. * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free(). */int cmp(const void *a,const void *b){    return (*((int *)a))-*((int *)b);}int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {    if(nums==NULL||numsSize<3){        return NULL;    }    int nn=(numsSize)*(numsSize-1)*(numsSize-2)/6;    int **result=(int **)malloc((nn)*sizeof(int *));    int index=0;    for(int i=0;i<numsSize-2;i++){        for(int j=i+1;j<numsSize-1;j++){            for(int k=j+1;k<numsSize;k++){                if(nums[i]+nums[j]+nums[k]==0){                    //记录下来                    result[index]=(int *)malloc(3*sizeof(int));                    if(result[index]==NULL){                        exit(EXIT_FAILURE);                    }                     //将这三个数进行排序                    result[index][0]=nums[i];                    result[index][1]=nums[j];                    result[index][2]=nums[k];                    qsort(result[index],3,sizeof(result[index][0]),cmp);                    //检查下result有没有重复的                    for(int i1=0;i1<index;i1++) {                        if(result[i1][0]==result[index][0]&&result[i1][1]==result[index][1]&&result[i1][2]==result[index][2]){                            free(result[index]);                            result[index]=NULL;                            index--;                        }                    }                    index++;                 }            }        }    }    *returnSize=index;    return result;}int main(void){    int n;    while(scanf("%d",&n)!=EOF&&n>=3){        int *arr=(int *)malloc(n*sizeof(int ));        if(arr==NULL){            exit(EXIT_FAILURE);        }        for(int i=0;i<n;i++){            scanf("%d",arr+i);        }        int returnSize=0;        int **result=threeSum(arr,n,&returnSize);        for(int i=0;i<returnSize;i++){            int *temp=(result[i]);            for(int j=0;j<3;j++){                printf("%d   ",temp[j]);            }            printf("\n");        }        for(int i=0;i<returnSize;i++){            free(result[i]);            result[i]=NULL;        }    }    return 0;}

本来只想看下这个暴力搜索法时间复杂度为O(n^3),能不能AC，没想到居然AC了。
AC结果如下：

从结果可以看出：运行时间相当高；因此，需要寻找更好的方法。

方法二

第一步：先对数组进行排序
第二步：将3Sum转化为2Sum来进行求解即可

实现代码如下：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h> /** * Return an array of arrays of size *returnSize. * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free(). */ /* 方法一：由于暴力搜索法的时间复杂度 如此的高，因此得相处另外的方法来解决  */int cmp(const void *a,const void *b){    return (*((int *)a))-*((int *)b);}int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {    if(nums==NULL||numsSize<3){        return NULL;    }    int nn=(numsSize)*(numsSize-1)*(numsSize-2)/6;    int **result=(int **)malloc((nn)*sizeof(int *));    //先对nums进行排序    qsort(nums,numsSize,sizeof(nums[0]),cmp);     int index=0;    for(int i=0;i<numsSize;i++){        int begin=i+1;        int end=numsSize-1;        while(begin<end){//借助于2Sum的方法            int dif=nums[i]+nums[begin]+nums[end];            if(dif==0){//找到精确的组合,则进行保存                     result[index]=(int *)malloc(3*sizeof(int));                    if(result[index]==NULL){                        exit(EXIT_FAILURE);                    }                     //将这三个数进行排序                    result[index][0]=nums[i];                    result[index][1]=nums[begin];                    result[index][2]=nums[end];                    //检查下result有没有重复的                    for(int i1=0;i1<index;i1++) {                        if(result[i1][0]==result[index][0]&&result[i1][1]==result[index][1]&&result[i1][2]==result[index][2]){                            free(result[index]);                            result[index]=NULL;                            index--;                        }                    }                    index++;                     begin++;//             } //通过dif的符号在改变begin和end，使结果更加逼近与target             else if(dif<0){                                 begin++;                }            else{//decrease value                    end--;            }        }    }               *returnSize=index;    return result;}int main(void){    int n;    while(scanf("%d",&n)!=EOF&&n>=3){        int *arr=(int *)malloc(n*sizeof(int ));        if(arr==NULL){            exit(EXIT_FAILURE);        }        for(int i=0;i<n;i++){            scanf("%d",arr+i);        }        int returnSize=0;        int **result=threeSum(arr,n,&returnSize);        for(int i=0;i<returnSize;i++){            int *temp=(result[i]);            for(int j=0;j<3;j++){                printf("%d   ",temp[j]);            }            printf("\n");        }        for(int i=0;i<returnSize;i++){            free(result[i]);            result[i]=NULL;        }    }    return 0;}

AC结果如下:从结果可以看出，这次的运行时间就缩短到64ms了，有了很大的改进

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