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发布于 2025-05-28 / 3 阅读
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LeetCode - 缺失的第一个正数 / 三数之和

缺失的第一个正数

给你一个未排序的整数数组 nums ,请你找出其中没有出现的最小的正整数。

请你实现时间复杂度为O(n)并且只使用常数级别额外空间的解决方案。

 

示例 1:

输入:nums = [1,2,0]
输出:3
解释:范围 [1,2] 中的数字都在数组中。

示例 2:

输入:nums = [3,4,-1,1]
输出:2
解释:1 在数组中,但 2 没有。

示例 3:

输入:nums = [7,8,9,11,12]
输出:1
解释:最小的正数 1 没有出现。

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105

  • -231 <= nums[i] <= 231 - 1

解题思路

遍历查找

  1. 排序数组:先对数组进行排序(Arrays.sort(nums)),使得所有正整数按升序排列,便于后续处理。

  2. 遍历查找缺失值:

    • 初始化 exceptInt = 1,表示当前期望的最小正整数。

    • 遍历排序后的数组:

      • 跳过非正整数nums[i] < 1)。

      • 跳过重复值nums[i] == nums[i-1])。

      • 检查是否匹配期望值

        • 如果 nums[i] != exceptInt,说明 exceptInt 缺失,直接返回。

        • 如果匹配,则更新 exceptInt = nums[i] + 1,继续检查下一个数。

    • 如果遍历完仍未找到缺失值,则返回 exceptInt(即数组最大值 + 1)。

class Solution {
    public int firstMissingPositive(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        int exceptInt = 1;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] < 1)
                continue;
            if(i>0 && nums[i] == nums[i-1]){
                continue;
            }
            if (nums[i] != exceptInt) {
                return exceptInt;
            } else {
                exceptInt = nums[i] + 1;
                continue;
            }
        }
        return exceptInt;
    }
}

三数之和

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 != ji != kj != 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 。

解题思路

排序+三重循环

三重循环是最容易想到的方法,当然也是效率比较低的做法。

  • 排序数组:排序后,相同的数字会相邻,便于后续跳过重复的组合。

  • 三重循环遍历

  • 检查三数之和是否为 0:如果 nums[x] + nums[y] + nums[z] == 0,则记录这个三元组。

  • 尝试跳过重复值

尝试在 yz 的循环中跳过重复值

if (y == x + 1 || nums[y] != nums[y - 1]) {
    // ...
}
if (z == y + 1 || nums[z] != nums[z - 1]) {
    // ...
}

完整代码

	public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
		List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
		Arrays.sort(nums);
		for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
			doThreeSum(i, nums, result);
		}
		return result;
	}

	public void doThreeSum(int startIdx, int[] nums, List<List<Integer>> result) {
		int x = startIdx;
		int y = x + 1;
		int z = y + 1;

		while (x < nums.length - 2) {
			while (y < nums.length - 1) {
				if (y == x + 1 || nums[y] != nums[y - 1]) {
					while (z < nums.length) {
						if (z == y + 1 || nums[z] != nums[z - 1]) {
							if (nums[x] + nums[y] + nums[z] == 0) {
								result.add(Arrays.asList(nums[x], nums[y], nums[z]));
							}
						}
						z++;
					}
				}
				y++;
			}
			x++;
		}
	}

排序+双指针

跟之前一篇 盛最多水的容器 类似,有多重循环的要想办法优化成单次循环,然后左右指针都要根据情况向中间逼近。具体思路和代码如下:

  1. 排序数组(便于双指针法)。

  2. 固定 nums[x],并用双指针 leftright 查找剩余两数。

  3. 去重

    • 跳过重复的 x(外层循环)。

    • 跳过重复的 leftright(内层循环)。

  4. 调整指针

    • sum > 0right--

    • sum < 0left++

    • sum == 0 → 记录结果,并移动指针继续查找。

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            if(i == 0 || nums[i] != nums[i-1]){
                doThreeSum(i, nums, result);
            }
            
        }
        return result;
    }

    public void doThreeSum(int startIdx, int[] nums, List<List<Integer>> result) {
        int x = startIdx;
        int left = x + 1;
        int right = nums.length - 1;
        while (left < right) {
            if (nums[x] + nums[left] + nums[right] > 0) {
                right--;
                while (left < right && nums[right + 1] == nums[right]) {
                    right--;
                }
            } else if (left < right && nums[x] + nums[left] + nums[right] < 0) {
                left++;
                while (left < right && nums[left - 1] == nums[left]) {
                    left++;
                }
            } else {
                result.add(Arrays.asList(nums[x], nums[left], nums[right]));
                left++;
                right--;

                while (left < right && nums[left - 1] == nums[left] && nums[right + 1] == nums[right]) {
                    left++;
                    right--;
                }
            }
        }
    }
}


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