刻意练习：LeetCode实战 -- Task04. 三数之和

背景

本篇图文是LSGO软件技术团队组织的第二期基础算法（Leetcode）刻意练习训练营的打卡任务。本期训练营采用分类别练习的模式，即选择了五个知识点（数组、链表、字符串、树、贪心算法），每个知识点选择了三个简单、两个中等、一个困难等级的题目，共计三十道题，利用三十天的时间完成这组刻意练习。

本次任务的知识点：数组

数组是在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的若干元素按有序的形式组织起来的一种形式。抽象地讲，数组即是有限个类型相同的元素的有序序列。若将此序列命名，那么这个名称即为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素。而用于区分数组的各个元素的数字编号则被称为下标，若为此定义一个变量，即为下标变量。

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]
]

实现

第一种：三指针法

思路：为了避免三次循环，提升执行效率。首先对nums进行排序，复杂度为 O(NlogN)。然后固定3个指针i,l(left),r(right)，i进行最外层循环，l指向nums[i]之后数组的最小值，r指向nums[i]之后数组的最大值。模仿快速排序的思路，如果nums[i] > 0就不需要继续计算了，否则计算nums[i] + nums[l] + nums[r]是否等于零并进行相应的处理。如果大于零，向l方向移动r指针，如果小于零，向r方向移动l指针，如果等于零，则加入到存储最后结果的result链表中。当然，题目中要求这个三元组不可重复，所以在进行的过程中加入去重就好。

执行结果：通过
执行用时：348 ms, 在所有 C# 提交中击败了 99.54% 的用户
内存消耗：35.8 MB, 在所有 C# 提交中击败了 6.63% 的用户

public class Solution
{public IList<IList<int>> ThreeSum(int[] nums) {IList<IList<int>> result = new List<IList<int>>();nums = nums.OrderBy(a => a).ToArray();int len = nums.Length;for (int i = 0; i < len - 2; i++){if (nums[i] > 0) break; // 如果最小的数字大于0, 后面的操作已经没有意义if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i])continue; // 跳过三元组中第一个元素的重复数据int l = i + 1;int r = len - 1;while (l < r){int sum = nums[i] + nums[l] + nums[r];if (sum < 0){l++;}else if (sum > 0){r--;}else{result.Add(new List<int>() {nums[i], nums[l], nums[r]});// 跳过三元组中第二个元素的重复数据while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {l++;}// 跳过三元组中第三个元素的重复数据while (l < r && nums[r - 1] == nums[r]) {r--;}l++;r--;}}}return result;    }
}

Python 语言

执行结果：通过
执行用时：660 ms, 在所有 Python3 提交中击败了 95.64% 的用户
内存消耗：16.1 MB, 在所有 Python3 提交中击败了 75.29% 的用户

class Solution:def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:nums = sorted(nums)result = []for i in range(0, len(nums) - 2):# 如果最小的数字大于0, 后面的操作已经没有意义if nums[i] > 0:break# 跳过三元组中第一个元素的重复数据if i > 0 and nums[i-1] == nums[i]:continue# 限制nums[i]是三元组中最小的元素l = i + 1r = len(nums) - 1            while l < r:sum = nums[i] + nums[l] + nums[r]if sum < 0:l += 1elif sum > 0:r -= 1else:result.append([nums[i], nums[l], nums[r]])# 跳过三元组中第二个元素的重复数据while l < r and nums[l] == nums[l+1]:l += 1# 跳过三元组中第三个元素的重复数据while l < r and nums[r] == nums[r-1]:r -= 1                    l += 1r -= 1return result

来源

https://leetcode-cn.com/problems/3sum/solution/3sumpai-xu-shuang-zhi-zhen-yi-dong-by-jyd/

往期活动

LSGO软件技术团队会定期开展提升编程技能的刻意练习活动，希望大家能够参与进来一起刻意练习，一起学习进步！

Python基础刻意练习活动即将开启，你参加吗？
Task01：变量、运算符与数据类型
Task02：条件与循环
Task03：列表与元组
Task04：字符串与序列
Task05：函数与Lambda表达式
Task06：字典与集合
Task07：文件与文件系统
Task08：异常处理
Task09：else 与 with 语句
Task10：类与对象
Task11：魔法方法
Task12：模块

我是终身学习者“老马”，一个长期践行“结伴式学习”理念的 中年大叔。

我崇尚分享，渴望成长，于2010年创立了“LSGO软件技术团队”，并加入了国内著名的开源组织“Datawhale”，也是“Dre@mtech”、“智能机器人研究中心”和“大数据与哲学社会科学实验室”的一员。

愿我们一起学习，一起进步，相互陪伴，共同成长。

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