Leetcode算法Java全解答–015. 三数之和
题目
给定一个包含 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 ？
找出所有满足条件且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
示例：
给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
满足要求的三元组集合为：
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
想法
- 暴力破解：
- 嵌套三层循环
- 注意：遍历结果是否相同
- 时间复杂度比较高
- 先排序，以0位分割点，再进行计算
- 找到负数最大位置、正数最小位置、0的个数
- 0超过三个，则肯定有个答案是000
- 当没有负数或者没有正数的时候，直接返回
- 滑动列表的方法
- 以负数们为循环（最大值为数最大位置）
- 负数的绝对值为目标
- 双指针 left为下一个数，right为最大长度
- 两数相加小于目标，则right左移，否则left右移
- 通过nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1] 控制重复数据
- 注意这里数组越界，要加个left<right判断
- 以负数们为循环（最大值为数最大位置）
结果
超过99%的测试案例
时间复杂度：复杂度最高的应该就是排序算法了Arrays.sort(nums)
空间复杂度：接收结果List<List> result
总结
- 想到了排序
- 没有想到使用滑动列表
- 在书写代码的时候，很多细节没有考虑到，比如重复
代码
我的答案
/*
* Copyright (C), 2015-2018
* FileName: Solution015
* Author: zhao
* Date: 2018/11/9 19:45
* Description: 15. 三数之和
* History:
* <author> <time> <version> <desc>
* 作者姓名 修改时间 版本号 描述
*/
package com.lizhaoblog.mid;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
/**
* 〈一句话功能简述〉<br>
* 〈15. 三数之和〉
*
* @author zhao
* @date 2018/11/9 19:45
* @since 1.0.1
*/
public class Solution015 {
/**************************************
* 题目
给定一个包含 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 ？
找出所有满足条件且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
满足要求的三元组集合为：
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
**************************************/
/**************************************
*
* 想法：
* 1.暴力破解：
* 嵌套三层循环
* 注意：遍历结果是否相同
* 时间复杂度比较高
* 2.先排序，以0位分割点，再进行计算
* 找到负数最大位置、正数最小位置、0的个数
* 0超过三个，则肯定有个答案是000
* 当没有负数或者没有正数的时候，直接返回
* 滑动列表的方法
* 以负数们为循环（最大值为数最大位置）
* 负数的绝对值为目标
* 双指针 left为下一个数，right为最大长度
* 两数相加小于目标，则right左移，否则left右移
* 通过nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1] 控制重复数据
* 注意这里数组越界，要价格left<right判断
* 我的做法
* 超过99%的测试案例
* 时间复杂度：复杂度最高的应该就是排序算法了Arrays.sort(nums)
* 空间复杂度：接收结果List<List<Integer>> result
* 代码执行过程：
* 找到负数最大位置、正数最小位置、0的个数
* 0超过三个，则肯定有个答案是000
* 当没有负数或者没有正数的时候，直接返回
* 滑动列表的方法
* 以负数们为循环（最大值为数最大位置）
* 负数的绝对值为目标
* 双指针 left为下一个数，right为最大长度
* 两数相加小于目标，则right左移，否则left右移
* 通过nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1] 控制重复数据
* 注意这里数组越界，要价格left<right判断
* 总结：
* 1. 想到了排序
* 2. 没有想到使用滑动列表
* 3. 在书写代码的时候，很多细节没有考虑到，比如重复
* ***********************************/
public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
if (nums == null || nums.length < 1) {
return Collections.EMPTY_LIST;
}
Arrays.sort(nums);
int target = 0;
int targetCount = 0;
// 负数最大索引
int spilt0 = -1;
// 正数最小索引
int spilt2 = -1;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] < target) {
spilt0 = i;
} else if (nums[i] == target) {
targetCount++;
} else if (nums[i] > target) {
spilt2 = i;
break;
}
}
// 出现超过三个0，就肯定有一个答案是000
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
if (targetCount >= 3) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(0);
list.add(0);
list.add(0);
result.add(list);
}
// 这种时候只有非负数，或者只有非正数，除了000，否则是凑不齐的
if (spilt0 == -1 || spilt2 == -1) {
// 这里有可能全部都是0,不然就肯定无法满足条件
return result;
}
// 当整体数据有正有负，就遍历负数就好
// 然后使用滑动列表
// 以负数的绝对值为目标，后面2数相加小于目标，则左移，否则右移
for (int i = 0; i <= spilt0; i++) {
// 如果和之前那个数据相同，则会是重复事件
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int val = nums[i] * -1;
int leftIndex = i + 1;
int rightIndex = nums.length - 1;
while (leftIndex < rightIndex) {
int tmpVal = nums[leftIndex] + nums[rightIndex];
if (tmpVal > val) {
rightIndex--;
} else if (tmpVal < val) {
leftIndex++;
} else {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(nums[i]);
list.add(nums[leftIndex]);
list.add(nums[rightIndex]);
result.add(list);
// 用nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1]控制重复
while (leftIndex < rightIndex && nums[leftIndex] == nums[leftIndex + 1]) {
leftIndex++;
}
while (leftIndex < rightIndex && nums[rightIndex] == nums[rightIndex - 1]) {
rightIndex--;
}
leftIndex++;
rightIndex--;
}
}
}
return result;
}
}
大佬们的答案
/**************************************
* 比我好的答案 better
* ***********************************/
public List<List<Integer>> better(int[] nums) {
if (nums.length < 3) {
return Collections.emptyList();
}
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
int minValue = Integer.MAX_VALUE;
int maxValue = Integer.MIN_VALUE;
int negSize = 0;
int posSize = 0;
int zeroSize = 0;
for (int v : nums) {
if (v < minValue) {
minValue = v;
}
if (v > maxValue) {
maxValue = v;
}
if (v > 0) {
posSize++;
} else if (v < 0) {
negSize++;
} else {
zeroSize++;
}
}
if (zeroSize >= 3) {
res.add(Arrays.asList(0, 0, 0));
}
if (negSize == 0 || posSize == 0) {
return res;
}
if (minValue * 2 + maxValue > 0) {
maxValue = -minValue * 2;
} else if (maxValue * 2 + minValue < 0) {
minValue = -maxValue * 2;
}
int[] map = new int[maxValue - minValue + 1];
int[] negs = new int[negSize];
int[] poses = new int[posSize];
negSize = 0;
posSize = 0;
for (int v : nums) {
if (v >= minValue && v <= maxValue) {
if (map[v - minValue]++ == 0) {
if (v > 0) {
poses[posSize++] = v;
} else if (v < 0) {
negs[negSize++] = v;
}
}
}
}
Arrays.sort(poses, 0, posSize);
Arrays.sort(negs, 0, negSize);
int basej = 0;
for (int i = negSize - 1; i >= 0; i--) {
int nv = negs[i];
int minp = (-nv) >>> 1;
while (basej < posSize && poses[basej] < minp) {
basej++;
}
for (int j = basej; j < posSize; j++) {
int pv = poses[j];
int cv = 0 - nv - pv;
if (cv >= nv && cv <= pv) {
if (cv == nv) {
if (map[nv - minValue] > 1) {
res.add(Arrays.asList(nv, nv, pv));
}
} else if (cv == pv) {
if (map[pv - minValue] > 1) {
res.add(Arrays.asList(nv, pv, pv));
}
} else {
if (map[cv - minValue] > 0) {
res.add(Arrays.asList(nv, cv, pv));
}
}
} else if (cv < nv) {
break;
}
}
}
return res;
}
测试用例
@Test
public void test015() {
// 创建测试案例
int[] arr1 = new int[] { -1, 0, 1, 2, -1, -4 };
// 测试案例期望值
List<List<Integer>> expResult1 = new ArrayList<>();
List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(-1);
list1.add(0);
list1.add(1);
List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
list2.add(-1);
list2.add(-1);
list2.add(2);
expResult1.add(list1);
expResult1.add(list2);
// 执行方法
Solution015 solution015 = new Solution015();
List<List<Integer>> result1 = solution015.threeSum(arr1);
// 判断期望值与实际值
Assert.assertEquals(expResult1, result1);
}
其他
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