leetcode 三数之和

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]
]

分析:本题算法比较简单,主要考点是算法的时间复杂度

思路1:三次遍历,选取所有的[a,b,c]组合判断是否满足条件,时间复杂度为O(n^3)。

代码:

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        result=[]
        for i in range(len(nums)):
            for j in range(i+1,len(nums)):
                for k in range (j+1,len(nums)):
                    if nums[i]+nums[j]+nums[k]==0:
                        temp=[nums[i],nums[j],nums[k]]
                        temp.sort()
                        if temp not in result:
                            result.append(temp)
       
        # print result 
        return result

结果:


思路2:以0为分界点,将数组分成大于0和小于0以及0三部分。这样可能出现的解答为[a,b,c],[a,0,b],[0,0,0]三大类,数组长度变短后遍历时所需时间也会变少,时间复杂度小于O(n^3)(具体是多少不会推导。。)

代码:

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        pivots=[x for x in nums if x ==0]
        less  =[x for x in nums if x <0]
        more  =[x for x in nums if x >0]

        result=[]
        self.len_pivots_zero(result,less,more)

        if len(pivots)>=3:
           self.len_pivots_one(result,less,more)
           self.len_pivots_threemore(result,less,more)
        elif 3>len(pivots)>0:
            self.len_pivots_one(result,less,more)

        # end=time.time()
        # print end-starttime,result
        return result 

    def len_pivots_zero(self,result,less,more):
        temp=[]
        for i in range(len(less)):
            for j in range(i+1,len(less)):
                k=0-less[i]-less[j]
                if k in more:
                    temp=[less[i],less[j],k]
                    temp.sort()
                    if temp not in result:
                        result.append(temp)
        
        for i in range(len(more)):
            for j in range(i+1,len(more)):
                k=0-more[i]-more[j]
                if k in less:
                    temp=[more[i],more[j],k]
                    temp.sort()
                    if temp not in result:
                        result.append(temp)

    def len_pivots_one(self,result,less,more):
        temp=[]
        for i in less:
            j=0-i
            if j in more:
                temp=[i,0,j]
                temp.sort()
                if temp not in result:
                    result.append([i,0,j])   

    def len_pivots_threemore(self,result,less,more):
        result.append([0,0,0])  

结果:


通过的测试用例明显增多,说明思路2算法耗时缩短,但是还是不满足题目要求。

思路3:先将原数组排序后,第一个点为a,然后下一个点为b,最后一个点为c,依次增大b减小c看是否满足要求。

代码:

class Solution(object):
    def threeSum(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[List[int]]
        """
        starttime=time.time()
        ans = []
        nums.sort()
        for i in range(len(nums)-2):
            if i == 0 or nums[i] > nums[i-1]:
                left = i+1
                right = len(nums)-1
                while left < right:
                    ident = nums[left] + nums[right] + nums[i]
                    if ident == 0:
                        ans.append([nums[i], nums[left], nums[right]])
                        left += 1; right -= 1
                        while left < right and nums[left] == nums[left-1]:    # skip duplicates
                            left += 1
                        while left < right and nums[right] == nums[right+1]:
                            right -= 1
                    elif ident < 0:
                        left += 1
                    else:
                        right -= 1
        
        end=time.time()
        print end-starttime,ans
        return ans  

结果:


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