Leetcode刷題Java15. 三數之和

給你一個包含 n 個整數的數組 nums，判斷 nums 中是否存在三個元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？請你找出所有滿足條件且不重複的三元組。

注意：答案中不可以包含重複的三元組。

示例：

給定數組 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

滿足要求的三元組集合爲：
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

來源：力扣（LeetCode）
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class Solution {
        public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
            //轉換成熟悉的題目，兩數之和
            //a+b=-c(target)
            if (nums == null || nums.length < 3) return Collections.emptyList();
//            return threeSumI(nums);
//            return threeSumII(nums);

            return threeSumIII(nums);
        }

        //方法三：雙指針法
        //先排序，定義3個指針中最小數字的指針i，枚舉i；
        //left，right分別位於(i,len(nums))兩端
        //s = nums[i] + nums[left] + nums[right]
        //如果s > 0，right--；s < 0，left++；s=0，記錄i,left,right
        private List<List<Integer>> threeSumIII(int[] nums) {
            //先排序，便於去重
            Arrays.sort(nums);
            List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();
            //定義i爲三個數中最小數字的指針，枚舉i
            for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
                //如果最小數num[i] > 0，三數之和不可能爲0，跳過
                if (nums[i] > 0) break;
                //跳過重複值
                if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
                int left = i + 1, right = nums.length - 1;
                while (left < right) {
                    int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum < 0) {
                        left++;
                    } else if (sum > 0) {
                        right--;
                    } else {
                        result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                        //去重
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
            return result;
        }

        //方法二：利用Hash表緩存結果，二重循環O(n^2)
        private List<List<Integer>> threeSumII(int[] nums) {
            Set<List<Integer>> result = new LinkedHashSet<>();
            for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
                Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
                for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                    int target = -nums[i] - nums[j];
                    if (map.containsKey(target)) {
                        List<Integer> list = Arrays.asList(nums[i], nums[j], target);
                        list.sort(Comparator.naturalOrder());
                        result.add(list);
                    } else {
                        map.put(nums[j], nums[j]);
                    }
                }
            }
            return new ArrayList<>(result);
        }

        //方法一：暴力求解，三重循環O(n^3)
        private List<List<Integer>> threeSumI(int[] nums) {
            Set<List<Integer>> result = new LinkedHashSet<>();
            //先排序，方便去重
            Arrays.sort(nums);
            for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
                for (int j = i + 1; j < nums.length - 1; j++) {
                    for (int k = j + 1; k < nums.length; k++) {
                        if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) {
                            List<Integer> list = Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[k]);
                            result.add(list);
                        }
                    }
                }
            }
            return new ArrayList<>(result);
        }
    }