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每日算法 -【Swift 算法】三数之和

article 2025/8/21 22:23:25

Swift｜三数之和（3Sum）详细题解 + 注释 + 拓展（LeetCode 15）

✨题目描述

给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a, b, c，使得 a + b + c = 0。请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不能包含重复的三元组。

🧠解题思路

本题是 LeetCode 中非常经典的“双指针”+“去重”问题，属于中等难度。

✅ 步骤如下：

对数组进行排序：便于后续去重处理和双指针的使用。
固定一个数 nums[i]：枚举 i，并为其设置两个指针 left（i+1）和 right（nums.count - 1）。
使用双指针向中间靠拢，判断三数之和是否为 0。
去重操作：
- 对 i 进行去重，跳过与前一个数相同的情况。
- 对 left 和 right 也要去重，防止重复三元组。

🧾 Swift 代码实现（含详细注释）

func threeSum(_ nums: [Int]) -> [[Int]] {let nums = nums.sorted()  // 排序是关键，便于去重和双指针var result: [[Int]] = []for i in 0..<nums.count - 2 {// 如果当前数字和前一个数字相同，跳过，避免重复三元组if i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] {continue}var left = i + 1var right = nums.count - 1while left < right {let sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]if sum == 0 {// 找到一个有效三元组result.append([nums[i], nums[left], nums[right]])// 去重：移动 left 指针跳过相同的数while left < right && nums[left] == nums[left + 1] {left += 1}// 去重：移动 right 指针跳过相同的数while left < right && nums[right] == nums[right - 1] {right -= 1}left += 1right -= 1} else if sum < 0 {// 总和偏小，左指针右移以增大总和left += 1} else {// 总和偏大，右指针左移以减小总和right -= 1}}}return result
}

⏱️时间复杂度分析

步骤	复杂度
排序	O(nlogn)
遍历 + 双指针查找	O(n^2)
总体时间复杂度	O(n²)

n 是数组的长度。
最坏情况下，每个元素都要与后面的所有元素进行组合查找。

🧠空间复杂度

使用了常数级别的辅助空间（除了结果数组）：O(1)。
如果考虑返回结果的空间，那么是 O(k)，其中 k 为结果中三元组的个数。

🔍输入输出示例

let nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]
print(threeSum(nums)) 
// 输出： [[-1, -1, 2], [-1, 0, 1]]

🧱边界情况说明

输入	输出	说明
[]	[]	空数组
[0, 0, 0]	[[0,0,0]]	需要处理重复值
[1, 2, -2, -1]	[]	没有满足条件的组合

🧩拓展与优化

如果要求和为 target 而非 0：
- 将判断条件 sum == 0 改为 sum == target 即可。
- 本题可以推广为 kSum 问题（如 Two Sum、Four Sum）。
去重逻辑处理建议封装为函数：
- 提高代码可读性与复用性。
Swift 中使用 Set 存储结果避免重复：
- 如果输入较多或存在重复项较多，可以考虑用 Set<[Int]> 先去重再转成 [[Int]]。