3SumLeetcodeソリューション


難易度 ミディアム
よく聞かれる Adobe Amazon (アマゾン) Apple ブルームバーグ Facebook Google マイクロソフト オラクル テスラ ヴイエムウェア
配列 XNUMXつのポインター

問題文

与えられた 配列 n個の整数のうち、a + b + c = 0となるような数値の要素a、b、cはありますか? ゼロの合計を与える配列内のすべての一意のトリプレットを見つけます。
注意:ソリューションセットに重複するトリプレットが含まれていてはならないことに注意してください。

#1

[-1,0,1,2,-1,4]
[[-1,0,1],[-1,-1,2]]

説明:3SumLeetcodeソリューション

#2

[0]
[]

 

アプローチ1(ブルートフォース+二分探索)

a + b + c = 0の一意のトリプレットを見つける必要があります。たとえば、方程式(a + b + c = 0)を使用して、aとbの値がわかっているとすると、cの値を見つけることができます。これは-( a + b)。

可能なすべての(a、b)ペアを取得すると、2つのネストされたforループを使用してa、bのすべてのペアを取得できます。 その後、バイナリ検索を使用して、指定された配列にc =-(a + b)が存在するかどうかを知ることができます。
存在する場合、トリプレット(a、b、-(a + b))がトリプレットの可能性があります。 このようにして、a + b + c = 0で可能なすべてのトリプレットを取得しますが、一意のトリプレットを見つける必要があります。
そのため、これらすべての可能なトリプレットをいくつかのデータ構造(つまりセット)に挿入して、一意のトリプレットを取得できます。

3SumLeetcodeソリューションの実装

C ++プログラム

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        set<vector<int>> s;//to get unique triplets
        sort(nums.begin(),nums.end());
        int n=nums.size();
        vector<int> temp;
        temp.resize(3);
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=i+1;j<n;j++)
            {
                if(binary_search(nums.begin()+j+1,nums.end(),-nums[i]-nums[j])){
                     temp[0]=nums[i],temp[1]=nums[j],temp[2]=-nums[i]-nums[j];
                    sort(temp.begin(),temp.end());
                    //to get triplet in an order, will be easy to check if 
                    //duplicate exists or not
                    s.insert(temp);
                    }
            }
        vector<vector<int>> ans;
        for(auto triplet: s)
            ans.push_back(triplet);
        return ans;
}

void display_ans(vector<vector<int>> temp)
{
    for(auto triplet : temp) 
        cout<<triplet[0]<<" "<<triplet[1]<<" "<<triplet[2]<<"\n";
}

int main()
{
    vector<int> v{-1,0,1,2,-1,-4};
    display_ans(threeSum(v));
    return 0;
}
-1 -1 2 
-1 0 1

Javaプログラム

import java.util.*;
class Rextester{
    
  static boolean binary_search(int l,int r,int[]nums, int x)
    {
        while(l<=r)
        {
            int mid=(l+r)/2;
            if(nums[mid]==x) return true;
            else if(nums[mid]>x) r=mid-1;
            else l=mid+1;
        }
        return false;
    }
    
    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
       
        List<List<Integer>> ans=new ArrayList<List<Integer>>();
        Arrays.sort(nums);
        int n=nums.length;
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            for(int j=i+1;j<n;j++)
            {
                if(binary_search(j+1,n-1,nums,-(nums[i]+nums[j])))
                {
                    List<Integer> t=new  ArrayList<Integer>();
                    t.add(nums[i]);
                    t.add(nums[j]);
                    t.add(-(nums[i]+nums[j]));
                    ans.add(t);
                }
                
                while(j+1<n && nums[j+1]==nums[j]) j++;
            }
            
            while(i+1<n && nums[i+1]==nums[i]) i++;
        }
        
        return ans;  
    }
    
  public static void main(String args[])
    {
       	int[] nums={-1,0,1,2,-1,-4};
        for(List<Integer> list:  threeSum(nums))
        {
            for(int x: list)
            System.out.print(x+ " ");
            System.out.println();
        }
    }
}
-1 -1 2 
-1 0 1

3SumLeetcodeソリューションの複雑さの分析

時間の複雑さ

O(N * N * log(N)):XNUMXつのネストされたforループを使用して、可能なすべての(a、b)ペアを取得し、バイナリ検索を使用して、-(a + b)が配列に存在するかどうかを確認します。

スペースの複雑さ 

オン):セットを使用して、一意のトリプレットを取得しています。

アプローチ2(XNUMXつのポインター)

同じタスクを実行するためのより良いアプローチは、0つのポインターです。基本的な考え方は、aを選択し、XNUMXつのポインターを使用して、a + b + c = XNUMXとなるbとcを見つけることです。
b + c = aになるように、XNUMXつのポインターを移動する必要があります。
トリッキーな実装を使用すると、一意にするために使用されたset(の使用を回避できます
アプローチ1)のトリプレット

3SumLeetcodeソリューションの実装

C ++プログラム

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
       vector<vector<int>> ans;
        sort(nums.begin(),nums.end());
        int n=nums.size();
        for(int i=0;i<n; i++)
        {
            int j=i+1,k=n-1;//two pointers
            while(j<n && j<k)
            {
                if(nums[j]+nums[k] == -nums[i])
                {
                    ans.push_back({nums[i],nums[j],nums[k]});
                    while(k!=0 && nums[k]==nums[k-1]) k--;//to avoid duplicates 
                    while(j!=n-1 && nums[j]==nums[j+1]) j++;
                    j++,k--;
                }
                else if(nums[j]+nums[k] > -nums[i]) 
                {
                    while(k!=0 && nums[k]==nums[k-1]) k--;
                    k--;
                }
                else
                {
                    while(j!=n-1 && nums[j]==nums[j+1]) j++;
                    j++;
                }
            }
            while(i!=n-1 && nums[i]==nums[i+1]) i++;
        }
        for(auto triplet : ans)
            sort(triplet.begin(),triplet.end());
        return ans;
}

void display_ans(vector<vector<int>> temp)
{
    for(auto triplet : temp) 
        cout<<triplet[0]<<" "<<triplet[1]<<" "<<triplet[2]<<"\n";
}

int main()
{
    vector<int> v{-1,0,1,2,-1,-4};
    display_ans(threeSum(v));
    return 0;
}
-1 -1 2 
-1 0 1

Javaプログラム

import java.util.*;

class Rextester{
    
  public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
       
        List<List<Integer>> ans=new ArrayList<List<Integer>>();
        Arrays.sort(nums);
        int n=nums.length;
        
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            int p=i+1,q=n-1;
            while(p<q)
            {
                if(nums[p]+nums[q]==-nums[i])
                { //System.out.println(p+" "+q);
                    List<Integer> t=new ArrayList<Integer>();
                    t.add(nums[i]);
                    t.add(nums[p]);
                    t.add(nums[q]);
                 
                 ans.add(t);
                    
                    while(p+1<q &&  nums[p+1]==nums[p]) p++;
                    while(q-1>p &&  nums[q-1]==nums[q]) q--;
                    
                    p++; q--;
                }
                else if(nums[p]+nums[q] < -nums[i]) p++;
                else q--;
            }
            
            while(i+1<n && nums[i+1]==nums[i]) i++;
        }
        return ans;
    }
    
  public static void main(String args[])
    {
       	int[] nums={-1,0,1,2,-1,-4};
        for(List<Integer> list:  threeSum(nums))
        {
            for(int x: list)
            System.out.print(x+ " ");
            System.out.println();
        }
    }
}
-1 -1 2 
-1 0 1

3SumLeetcodeソリューションの複雑さの分析

時間の複雑さ

O(N ^ 2):aの値を取得するために0つのforループを使用しており、aのすべての値について、O(N)時間を要する2つのポインターアプローチを使用してペアb、c(a + b + c = XNUMXなど)を見つけます。 したがって、合計時間計算量はO(N ^ XNUMX)のオーダーです。

スペースの複雑さ 

オン):答えを格納するためにベクトルを使用しています。