15. 三數之和

一率触、題目原型:

給定一個包含 n 個整數的數組 nums,判斷 nums 中是否存在三個元素 a汇竭,b葱蝗,c ,使得 a + b + c = 0 细燎?找出所有滿足條件且不重復的三元組两曼。
注意:答案中不可以包含重復的三元組。

二玻驻、題目意思剖析:

 例如, 給定數組 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]悼凑,
 
 滿足要求的三元組集合為:
 [[-1, 0, 1], [-1, -1, 2]]

三、解題思路:

3.1.首先想到的最簡單最傻的做法是三層循環(huán)击狮,時間復雜度為O(n的三次方)佛析。。彪蓬。想想都覺得耗時寸莫。。档冬。非常不建議膘茎,只是一個思路而已。

func threeSum(_ nums: [Int]) -> [[Int]] {
    
    var newNums: [Int] = []
    var haha:[[Int]] = []
    for i in 0..<nums.count {
        
        for j in i+1..<nums.count {
            
            for k in j+1..<nums.count {
                
                if nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 {
                    newNums.append(nums[i])
                    newNums.append(nums[j])
                    newNums.append(nums[k])
                    newNums.sort()
                    if haha.contains(newNums) {
                        newNums.removeAll()
                        continue
                    }
                    haha.append(newNums)
                }
                newNums.removeAll()
            }
        }
    }
    return haha
}

3.2.經過耗時太長的慘痛經歷酷誓,痛定思痛披坏,我覺得從題目“三數之和=0”入手。排除三個數都為0的情況盐数,也就是[0,0,0]棒拂;請他情況必定是有一個負數的。所以我們可以首先就排個序玫氢。

//第一步:排序
比如剛開始是[-1, 0, 1, 2, -1, -4]
排序后變成是[-4, -1, -1, 0, 1, 2]

排序完帚屉,是不是覺得思路有了,對的漾峡。我們只需要遍歷前面的負數和0攻旦,也就是>0的我們統(tǒng)統(tǒng)不要了。我們需要拿到第一個負數生逸。

for i in 0..<MutNums.count {
    if (MutNums[i] > 0) {
        break;
    }
    // MutNums[i]就是一個負數
}

拿到第一個負數后牢屋,我們只需要再拿到后面兩個數且预,與之相加=0即可。后面兩個數我們用兩個指針來表示烙无,j和k锋谐,一個是從左邊往右邊走,一個是從最右邊往前走皱炉。有些思想就是想通的怀估,之前的兩數之和就是這種思路。先排好序合搅,左邊一個left指針多搀,右邊一個right指針,如果left+right > result灾部,那么right往左移康铭,如果left+right < result,那么說明相加得數不夠赌髓,就需要left往右移从藤。找到相加之和相等的就行。此題锁蠕,也是如此夷野。

let target = 0 - MutNums[i]; // 這個就是動態(tài)的reslut
var j = i+1, k = MutNums.count - 1
if (MutNums[j] + MutNums[k] == target) {
    //這就回到了兩數之和那個簡單的問題。
}

不過在這里要注意一個問題荣倾,就是題目中提到的“答案中不可以包含重復的三元組”悯搔,所以我們需要把相同的數字過濾掉。
其實很簡單舌仍,只需要往下或者往前走一位妒貌,其他什么都不要做。

while j < k && MutNums[j] == MutNums[j+1] { 
    j = j + 1
}

貼出代碼

func threeSum(_ nums: [Int]) -> [[Int]] {
    var MutNums: [Int] = nums
    var newNums: [Int] = []
    var haha:[[Int]] = []
    // 1.排序 對于MutNums[i]來說铸豁,我們只需要負數和0灌曙,因為三個數之和為0,一定是有一個數為負數的节芥,當然除去三個數都為0的情況在刺。所以,我們取非正數头镊。
    MutNums.sort()
    for i in 0..<MutNums.count {
        if (MutNums[i] > 0) {
            break;
        }
        // 如果兩個數字相同增炭,我們直接跳到下一個循環(huán)。
        if (i > 0 && MutNums[i] == MutNums[i-1]) {
            continue
        }
        let target = 0 - MutNums[i];
        var j = i+1, k = MutNums.count - 1
        while j < k {
            // 2.找到后面的兩個與MutNums[i]對應的數字
            if (MutNums[j] + MutNums[k] == target) {
                newNums.append(MutNums[i])
                newNums.append(MutNums[j])
                newNums.append(MutNums[k])
                haha.append(newNums)
                newNums.removeAll()
                // 如果兩個數字相同拧晕,我們直接跳到下一個循環(huán)。
                while j < k && MutNums[j] == MutNums[j+1] {
                    j = j + 1
                }
                // 如果兩個數字相同梅垄,我們直接跳到下一個循環(huán)厂捞。
                while j < k && MutNums[k] == MutNums[k-1] {
                    k = k - 1
                }
                // 否則就往中間靠攏
                j = j + 1;k = k - 1
            }else if (MutNums[j] + MutNums[k] < target) {
                // 如果后面兩數相加小于target输玷,說明左邊還得往右移
                j = j + 1
            }else {
                // 如果后面兩數相加大于target,說明右邊就要往左移
                k = k - 1
            }
        }
    }
    return haha
}
運行數組
[13,9,1,12,-7,-12,7,3,9,6,-7,4,9,5,5,-7,4,11,1,-2,12,3,-12,-15,0,-12,-6,-1,7,-5,-4,-3,12,4,-14,-10,-1,8,1,-6,-1,9,13,-14,-1,-5,-6,-12,-8,2,2,11,13,-3,11,-2,1,-10,4,-15,-8,7,-11,11,-4,-10,-13,3,5,3,12,11,-11,2,12,3,13,13,-2,12,-7,-15,8,-9,-10,-4,-4,6,1,-15,-2,0,-1,2,-3,10,-1,-9,-10,-11,1,-13,-15,5,-3,5,-7,-5,-5,6,14,3,-1,7,1,-4,-12,12,-13,-4,4,0,3,-12,9,-15,6]

耗時對比:
1.三層循環(huán) 347.76ms
2.滑尺優(yōu)化方案 2.64ms
話不多說靡馁,感受下這個天壤之別欲鹏。

四、小結

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