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题目描述(中等难度)
解法一 暴力解法
无脑搜索,三层循环,遍历所有的情况。但需要注意的是,我们需要把重复的情况去除掉,就是 [1, -1 ,0] 和 [0, -1, 1] 是属于同一种情况的。
public List
> threeSum(int[] nums) { List
> res = new ArrayList
>(); for (int i = 0; i < nums.length; i++) { for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) { if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) { List temp = new ArrayList (); temp.add(nums[i]); temp.add(nums[j]); temp.add(nums[k]); //判断结果中是否已经有 temp 。 if (isInList(res, temp)) { continue; } res.add(temp); } } } return res;}public boolean isInList(List
> l, List a) { for (int i = 0; i < l.size(); i++) { //判断两个 List 是否相同 if (isSame(l.get(i), a)) { return true; } } return false;}public boolean isSame(List a, List b) { int count = 0; Collections.sort(a); Collections.sort(b); //排序后判断每个元素是否对应相等 for (int i = 0; i < a.size(); i++) { if (a.get(i) != b.get(i)) { return false; } } return true;}复制代码
时间复杂度:n 表示 num 的个数,三个循环 O(n³),而 isInList 也需要 O(n),总共就是 $$O(n^4)$$,leetCode 复杂度到了 $$O(n^3)$$ 一般就报超时错误了,所以算法还得优化。
空间复杂度:最坏情况,即 O(N), N 是指 n 个元素的排列组合个数,即 $$N=C^3_n$$,用来保存结果。
解法二
参考了
主要思想是,遍历数组,用 0 减去当前的数,作为 sum ,然后再找两个数使得和为 sum。
这样看来遍历需要 O(n),再找两个数需要 O(n²)的复杂度,还是需要 O(n³)。
巧妙之处在于怎么找另外两个数。
最最优美的地方就是,首先将给定的 num 排序。
这样我们就可以用两个指针,一个指向头,一个指向尾,去找这两个数字,这样的话,找另外两个数时间复杂度就会从 O(n²),降到 O(n)。
而怎么保证不加入重复的 list 呢?
要记得我们的 nums 已经有序了,所以只需要找到一组之后,当前指针要移到和当前元素不同的地方。其次在遍历数组的时候,如果和上个数字相同,也要继续后移。文字表述比较困难,可以先看下代码。
public List
> threeSum(int[] num) { Arrays.sort(num); //排序 List
> res = new LinkedList<>(); for (int i = 0; i < num.length-2; i++) { //为了保证不加入重复的 list,因为是有序的,所以如果和前一个元素相同,只需要继续后移就可以 if (i == 0 || (i > 0 && num[i] != num[i-1])) { //两个指针,并且头指针从i + 1开始,防止加入重复的元素 int lo = i+1, hi = num.length-1, sum = 0 - num[i]; while (lo < hi) { if (num[lo] + num[hi] == sum) { res.add(Arrays.asList(num[i], num[lo], num[hi])); //元素相同要后移,防止加入重复的 list while (lo < hi && num[lo] == num[lo+1]) lo++; while (lo < hi && num[hi] == num[hi-1]) hi--; lo++; hi--; } else if (num[lo] + num[hi] < sum) lo++; else hi--; } } } return res;}复制代码
时间复杂度:O(n²),n 指的是 num
空间复杂度:O(N),最坏情况,即 N 是指 n 个元素的排列组合个数,即 $$N=C^3_n$$,用来保存结果。
总
对于遍历,这里用到了从两头同时遍历,从而降低了时间复杂度,很妙!