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三数之和
题目
给你一个整数数组 nums,判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k、j != k,同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0。请你返回所有和为 0 且不重复的三元组。
注意:答案中不可以包含重复的三元组。
输入:nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出:[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
输入:nums = [0,1,1]
输出:[]
输入:nums = [0,0,0]
输出:[[0,0,0]]
解法一:排序 + 双指针
思路 :先对数组排序,然后固定一个数 nums[i],用双指针 left 和 right 在 i 右侧区间内寻找两数之和等于 -nums[i]。找到一组解后,需要跳过重复元素避免重复解。
javascript
function threeSum(nums) {
const result = [];
nums.sort((a, b) => a - b);
for (let i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
// 跳过重复的固定数
if (i > 0 && nums[i] === nums[i - 1]) continue;
let left = i + 1;
let right = nums.length - 1;
while (left < right) {
const sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
if (sum === 0) {
result.push([nums[i], nums[left], nums[right]]);
// 跳过重复的 left
while (left < right && nums[left] === nums[left + 1]) left++;
// 跳过重复的 right
while (left < right && nums[right] === nums[right - 1]) right--;
left++;
right--;
} else if (sum < 0) {
left++;
} else {
right--;
}
}
}
return result;
}
- 时间复杂度 / 空间复杂度:O(n²) / O(log n) 或 O(n)
- 排序 O(n log n),双指针遍历 O(n²),总体 O(n²)
- 空间复杂度取决于排序算法实现
- 优势:最推荐,排序后去重简单高效,是面试中的标准解法
解法二:排序 + 哈希集合(不推荐)
思路 :排序后固定一个数,用哈希集合存储遍历过的数,查找是否存在 -nums[i] - nums[j]。同样需要处理重复问题。
javascript
function threeSum(nums) {
const result = [];
nums.sort((a, b) => a - b);
for (let i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
if (i > 0 && nums[i] === nums[i - 1]) continue;
const seen = new Set();
for (let j = i + 1; j < nums.length; j++) {
const target = -nums[i] - nums[j];
if (seen.has(target)) {
result.push([nums[i], target, nums[j]]);
// 跳过重复的 nums[j]
while (j + 1 < nums.length && nums[j] === nums[j + 1]) j++;
}
seen.add(nums[j]);
}
}
return result;
}
- 时间复杂度 / 空间复杂度:O(n²) / O(n)
- 优势:思路直观,但在去重和空间效率上不如双指针,面试中不推荐
解法对比
| 解法 | 时间 / 空间复杂度 | 去重方式 | 推荐指数 |
|---|---|---|---|
| 排序 + 双指针 | O(n²) / O(log n) | 排序后跳过重复 | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| 排序 + 哈希集合 | O(n²) / O(n) | 依赖去重逻辑 | ⭐⭐⭐ |
扩展题
- 四数之和 :找出所有和为
target的四元组,要求不重复。 - 最接近的三数之和 :给定数组和目标值
target,找出和最接近target的一个三元组,返回这个和。 - 三数之和的多种可能:返回所有和为 0 的三元组下标组合(不去重版本)。
- 较小的三数之和 :给定数组和目标值
target,统计三元组和小于target的数量。
"我们讨论问题,应当从实际出发,不是从定义出发。" ------ 毛泽东
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