三数之和
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:
- 输入:nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
- 输出:[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
示例 2:
- 输入:nums = [0,1,1]
- 输出:[]
示例 3:
- 输入:nums = [0,0,0]
- 输出:[[0,0,0]]
提示:
- 3 <= nums.length <= 3000
- -10⁵ <= nums[i] <= 10⁵
解题思路:
Q: 暴力三重循环时间复杂度是多少?
O(n³),数据量大时超时。
Q: 两数之和的双指针做法,在有序数组里怎么移动指针?
和小于 target 则 left++,大于则 right--,等于则记录并同时移动,移动时跳过相同值去重。
Q: 排序后固定第一个数 nums[i],剩下的问题变成什么?
两数之和,target 为 -nums[i],左右指针从 [i+1, n-1] 两端收缩。
Q: 外层循环 i 怎么去重?nums[i] == nums[i-1] 时为什么跳过?
以相同值为第一个数找到的所有三元组必然重复,直接 continue。注意是和前一个比而不是后一个。
Q: 内层找到答案后,去重的 while 和 left++/right-- 的顺序?
先 while 跳过相同值,再 left++/right--。顺序不能反——反了跳过的是还没用的候选而非已用的。
整体思路:
排序后,外层枚举第一个数 nums[i],内层用双指针在 [i+1, n-1] 找两数之和等于 -nums[i]。去重分两层:外层跳过与前一个相同的 nums[i],内层找到答案后先跳过重复值再移动指针。整体 O(n²)。
C++
cpp
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
sort(nums.begin(), nums.end());
int n = nums.size();
vector<vector<int>> res;
for (int i = 0; i < n - 2; i++) {
int num = -nums[i];
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
int left = i + 1, right = n - 1;
while (left < right) {
if (nums[left] + nums[right] < num) left++;
else if (nums[left] + nums[right] > num) right--;
else {
res.push_back({nums[i], nums[left], nums[right]});
while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
left++;
right--;
}
}
}
return res;
}时间复杂度 O(n²),空间复杂度 O(1)。