算法第四周作業02

Description

Given an array S of n integers, find three integers in S such that the sum is closest to a given number, target. Return the sum of the three integers. You may assume that each input would have exactly one solution.

For example, given array S = {-1 2 1 -4}, and target = 1. 
The sum that is closest to the target is 2. (-1 + 2 + 1 = 2).

Solution

1. 指定i,j,k分別是目標元素，即滿足i < j < k, 且arr[i] + arr[j] + arr[k] == 0。
2. 固定i的值（從0到arr.length-1），讓j從i+1開始，k從arr.length開始，通過計算三個元素之和sum = arr[i] + arr[j] + arr[k]。如果sum == 0，說明符合要求；如果sum < 0，那麼j++；否則sum > 0，那麼k–；直到j和k重合。
3. 爲避免出現重複結果（例如[-1，-1，-1， 0，1，1，1]可能會出現多個[-1, 0 , 1]的結果），需要根據當前元素和上一個元素是否一樣來移動索引。

Code

public List<List<Integer>> threeSum(int[] arr) {
        int i = 0, j, k = arr.length - 1;
        // 從小到大排序，方便後面大小比較和移動
        Arrays.sort(arr);
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();
        List<Integer> list = null;
        while (i < k) {
            k = arr.length - 1;
            j = i + 1;
            while (j < k) {
                // 求總和
                int sum = arr[i] + arr[j] + arr[k];
                if (sum == 0) {
                    // 對於符合要求則封裝到result中
                    list = new ArrayList<Integer>(3);
                    list.add(arr[i]);
                    list.add(arr[j]);
                    list.add(arr[k]);
                    result.add(list);
                    // 同時移動兩個索引，防止重複答案
                    j++;
                    k--;
                    // 消除重複結果
                    while (j < k && arr[j - 1] == arr[j])
                        j++;
                    while (j < k && arr[k + 1] == arr[k])
                        k--;
                } else if (sum < 0) {
                    // 如總和偏小，則右移第二個元素的位置
                    j++;
                } else {
                    // 如總和偏大，則左移第三個元素
                    k--;
                }
            }
            // 消除重複出現的結果
            while (arr[++i] == arr[i - 1] && i <= arr.length - 3);
        }
        return result;
    }