三数之和

中等

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 且 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。

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
> 输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
> 解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
> 输出：[]
> 解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
> 输出：[[0,0,0]]
> 解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示：

• 3 <= nums.length <= 3000
• -105 <= nums[i] <= 105

题解

暴力法搜索为 O(N3) 时间复杂度，可通过双指针动态消去无效解来优化效率。

算法流程如下：

1. 先将 nums 从小到大排序。

2. 需要三个指针：i，left，right，固定 3 个指针中最左（最小）元素的指针 i，双指针 left，right 分设在数组两端，如下图

3. 双指针 left , right 交替向中间移动，记录对于每个固定指针 i 的所有满足 nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0 的 left,right 组合：

   • 当 nums[i] > 0 时直接 break 跳出：因为 nums[right] >= nums[left] >= nums[i] > 0，即 3 个元素都大于 0 ，在此固定指针 i 之后不可能再找到结果了。

   • 当 i > 0 且 nums[i] === nums[i - 1]时即跳过此元素 nums[i]：因为已经将 nums[i - 1] 的所有组合加入到结果中，本次双指针搜索只会得到重复组合。

   • left，right 分设在数组索引 (k,len(nums)) 两端，当 left < right 时循环计算 sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]，并按照以下规则执行双指针移动： 当 sum < 0 时，left += 1 并跳过所有重复的 nums[left]； 当 sum > 0 时，right -= 1 并跳过所有重复的 nums[right]； 当 s === 0 时，记录组合[i, left, right]至 res，执行 left += 1 和 right -= 1 并跳过所有重复的 nums[left] 和 nums[right]，防止记录到重复组合。

var threeSum = function (nums) {
  const res = [];

  // 先将数组排序
  nums.sort((a, b) => a - b);

  for (let i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
    // 跳过重复的元素
    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) {
        res.push([nums[i], nums[left], nums[right]]);

        // 跳过重复的元素
        while (left < right && nums[left] === nums[left + 1]) {
          left++;
        }
        left++;
        while (left < right && nums[right] === nums[right - 1]) {
          right--;
        }
        right--;
      } else if (sum < 0) {
        left++;
      } else {
        right--;
      }
    }
  }

  return res;
};