数组三数之和：双指针与去重技巧在LeetCode中的应用
在LeetCode等编程竞赛和面试中，数组三数之和问题是一个经典且具有挑战性的题目。该问题要求在给定一个整数数组中，找出所有和为特定值的三元组。这个问题不仅考察了我们对数组操作的理解，还考验了我们的算法设计和优化能力。本文将围绕双指针和去重技巧，深入探讨如何解决数组三数之和问题。
问题分析
数组三数之和问题可以描述如下：
输入：一个整数数组 `nums` 和一个整数 `target`。
输出：返回一个包含所有和为 `target` 的三元组的列表。三元组中的元素必须按升序排列，且每个元素在原数组中不能重复出现。
示例：
python
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
target = 7
输出：[[1, 2, 4], [1, 3, 3], [2, 2, 3]]
解决方案
双指针法
双指针法是解决数组三数之和问题的关键。其基本思想是将数组排序，然后使用两个指针分别指向数组的头部和尾部，通过移动指针来寻找满足条件的三元组。
步骤：
1. 对数组 `nums` 进行排序。
2. 初始化两个指针 `left` 和 `right`，分别指向数组的头部和尾部。
3. 遍历数组，对于每个元素 `nums[i]`，将 `left` 指针指向 `i+1`，将 `right` 指针指向数组的尾部。
4. 当 `left` 指针小于 `right` 指针时，计算当前三个元素的和 `nums[i] + nums[left] + nums[right]`。
- 如果和等于 `target`，则将当前三元组添加到结果列表中，并将 `left` 和 `right` 指针分别向右移动一位，以避免重复的三元组。
- 如果和小于 `target`，则将 `left` 指针向右移动一位，以增加和的值。
- 如果和大于 `target`，则将 `right` 指针向左移动一位，以减小和的值。
5. 重复步骤 4，直到 `left` 指针大于等于 `right` 指针。
去重技巧
在双指针法的基础上，为了确保结果中的三元组不重复，我们需要在添加三元组到结果列表时进行去重处理。
步骤：
1. 在添加三元组到结果列表之前，检查列表中是否已经存在相同的三元组。
2. 如果存在，则跳过当前三元组，否则将其添加到结果列表中。
代码实现
以下是一个使用双指针和去重技巧解决数组三数之和问题的Python代码示例：
python
def threeSum(nums, target):
nums.sort()
result = []
for i in range(len(nums) - 2):
if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
continue
left, right = i + 1, len(nums) - 1
while left < right:
current_sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]
if current_sum == target:
result.append([nums[i], nums[left], nums[right]])
left += 1
right -= 1
while left < right and nums[left] == nums[left - 1]:
left += 1
while left < right and nums[right] == nums[right + 1]:
right -= 1
elif current_sum < target:
left += 1
else:
right -= 1
return result
总结
数组三数之和问题是一个典型的算法问题，通过双指针和去重技巧，我们可以有效地解决它。在实际应用中，我们需要根据具体问题调整算法的复杂度和效率。通过不断练习和总结，我们可以提高自己的算法设计能力，为未来的挑战做好准备。
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