15. 三数之和(中等)

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1，问题描述

15. 三数之和

难度：中等

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。

示例 1：

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输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

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输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

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输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示：

  • 3 <= nums.length <= 3000
  • -105 <= nums[i] <= 105

2，思考过程

​ 首先想到的是之前做过的一道题，两数之和

3，代码处理

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import java.util.*;
import java.util.stream.IntStream;

public class _15三数之和 {

    // 暴力法
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<List<Integer>>();
        // 枚举 a
        for (int first = 0; first < n; ++first) {
            // 需要和上一次枚举的数不相同（跳过重复）
            if (first > 0 && nums[first] == nums[first - 1]) {
                continue;
            }
            // c 对应的指针初始指向数组的最右端
            int third = n - 1;
            int target = -nums[first];
            // 枚举 b
            for (int second = first + 1; second < n; ++second) {
                // 需要和上一次枚举的数不相同
                if (second > first + 1 && nums[second] == nums[second - 1]) {
                    continue;
                }
                // 需要保证 b 的指针在 c 的指针的左侧
                while (second < third && nums[second] + nums[third] > target) {
                    --third;
                }
                // 如果指针重合，随着 b 后续的增加
                // 就不会有满足 a+b+c=0 并且 b<c 的 c 了，可以退出循环
                if (second == third) {
                    break;
                }
                if (nums[second] + nums[third] == target) {
                    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
                    list.add(nums[first]);
                    list.add(nums[second]);
                    list.add(nums[third]);
                    ans.add(list);
                }
            }
        }
        return ans;
    }

    // 空间换时间
    public List<List<Integer>> threeSum1(int[] nums) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            if (map.containsKey(num)) {
                map.put(num, map.get(num) + 1);
            } else {
                map.put(num, 1);
            }
        }

        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(map.containsKey(0) && map.get(0) >= 3){
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            list.add(0);
            list.add(0);
            list.add(0);
            res.add(list);
        }

        Integer[] array = map.keySet().toArray(new Integer[0]);
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            map.put(array[i], map.get(array[i]) - 1);
            HashMap<Integer, Integer> mapPre = (HashMap<Integer, Integer>) map.clone();
            // 这里也可以修改为双指针
            for (int j = i+1; j < array.length; j++) {
                mapPre.put(array[j], map.get(array[j]) - 1);
                int sub = -array[i] - array[j];
                if(mapPre.containsKey(sub) && mapPre.get(sub) > 0){
                    List<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(array[i]);
                    list.add(array[j]);
                    list.add(sub);
                    res.add(list);
                }
                mapPre.remove(array[j]);
            }
            map.remove(array[i]);
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        _15三数之和 threeSum = new _15三数之和();
        System.out.println(threeSum.threeSum(new int[]{-4,-2,1,-5,-4,-4,4,-2,0,4,0,-2,3,1,-5,0}));
    }

    // [[-5,1,4],,[-4,1,3],[-2,-2,4],[-2,1,1],[0,0,0]]
    // [-4,0,4]
}

4，思考过程

​ 双指针的算法是当前我知道的最优的