给你一个长度为 n 的整数数组 nums 和 一个目标值 target。请你从 nums 中选出三个整数,使它们的和与 target 最接近。
返回这三个数的和。
假定每组输入只存在恰好一个解。
思路同15. 三数之和
简单地使用三重循环枚举所有的三元组时间复杂度为O(n^3),时间及空间复杂度均不满足我们使用的需求。
若我们枚举的三元组 (a,b,c) 满足a≤b≤c,保证了只有 (a,b,c)这个顺序会被枚举到,而 (b,a,c)、(c,b,a) 等等这些不会,这样就减少了重复。
可以发现,如果我们固定了前两重循环枚举到的元素 a和 b,那么只有唯一的 c满足 a+b+c≈target。当第二重循环往后枚举一个元素 b′ 时,由于 b′>b,那么满足 a+b′+c′≈target的 c′一定有 c′<c, c′在数组中一定出现在 c 的左侧。也就是说,我们可以从小到大枚举 b,同时从大到小枚举 c,即第二重循环和第三重循环实际上是并列的关系。
因此,我们就可以保持第二重循环不变,而将第三重循环变成一个从数组最右端开始向左移动的指针,这个思想就是「双指针」。每次遍历我们记录一个结果,和target比较,随着循环进行,我们的结果必然无限接近这个target值。
优化点:
1.每层遍历注意去除相邻重复的数字
2.若三数之和等于target,则直接返回,因为没有比相等更接近的了[😂]
3.设 i<cnt-2 && s = nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2]。如果 s > target,由于数组已经排序,后面无论怎么选,选出的三个数的和不会比 s 还小,所以不会找到比 s 更优的答案了。所以只要 s > target,就可以直接 break 外层循环了。在 break 前判断 s 是否离 target 更近,如果更近,那么更新 best 为 s。
4.设 cnt > 1 && i<cnt-2 && s = nums[i] + nums[n-2] + nums[n-1]。如果 s < target,由于数组已经排序,nums[i] 加上后面任意两个数都不超过 s,所以下面的双指针就不需要跑了,无法找到比 s 更优的答案。但是后面还有更大的 nums[i],可能找到一个离 target 更近的三数之和,所以还需要继续枚举,continue 外层循环。在 continue 前判断 s 是否离 target 更近,如果更近,那么更新 best 为 s。
知识点:「双指针适用场景」当我们需要枚举数组中的两个元素时,如果我们发现随着第一个元素的递增,第二个元素是递减的,那么就可以使用双指针的方法,将枚举的时间复杂度从 O(n^2)降至O(n)。
总体时间复杂度:O(n^2), 排序时间复杂度为O(nlogn),渐进抵消
空间复杂度:O(logN)
func threeSumClosest(_ nums: [Int], _ target: Int) -> Int {
let sortedNum = nums.sorted()
let cnt = sortedNum.count
var result: Int = Int(1e7)
let updateValue = {(sum:Int) in
if sum == 2938 {
print("")
}
if abs(sum-target) < abs(result-target) {
result = sum;
}
}
for i in 0..<cnt {
if i>0 && sortedNum[i] == sortedNum[i-1] {
continue
}
//由于有序,后面无论怎么选,选出的三个数的和不会比 s 还小
if i<cnt-2 && sortedNum[i]+sortedNum[i+1]+sortedNum[i+2]>=target {
updateValue(sortedNum[i]+sortedNum[i+1]+sortedNum[i+2]);
break
}
//由于数组已经排序,nums[i] 加上后面任意两个数都不超过 s,所以下面的双指针就不需要跑了,但i增大后存在可能,因此继续外层
if cnt > 1 && i<cnt-2 && sortedNum[i] + sortedNum[cnt-2] + sortedNum[cnt-1] < target {
updateValue(sortedNum[i]+sortedNum[cnt-2]+sortedNum[cnt-1]);
continue
}
var j=i+1, k=cnt-1
while j < k {
let s = sortedNum[i] + sortedNum[j] + sortedNum[k]
if s == target {
return target
}
updateValue(s);
if s < target {
var j0 = j+1;
while j0<cnt && sortedNum[j0] == sortedNum[j0-1] {
j0 += 1
}
j = j0
}else {
var k0 = k-1
while k0 > 0 && sortedNum[k0] == sortedNum[k0+1] {
k0 -= 1
}
k = k0
}
}
}
return result
}
-(NSInteger)threeSumClosest:(NSArray *)nums target:(NSInteger)target {
if (nums.count < 3) {
return 0;
}
//先排序
NSArray *sortedNum = [nums sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(id _Nonnull obj1, id _Nonnull obj2) {
return [obj1 compare:obj2];
}];
NSInteger cnt = sortedNum.count;
__block NSInteger result = 1e7;
void (^updateValue)(NSInteger) = ^(NSInteger sum) {
if (labs(sum - target) < labs(result-target)) {
result = sum;
}
};
//开始遍历
for (NSInteger i=0; i<cnt; i++) {
//过滤重复的部分
if (i>0 && sortedNum[i] == sortedNum[i-1]) {
continue;
}
//由于有序,后面无论怎么选,选出的三个数的和不会比 s 还小
if (i<cnt-2 && [sortedNum[i] integerValue] +[sortedNum[i+1] integerValue] + [sortedNum[i+2] integerValue] >= target) {
updateValue([sortedNum[i] integerValue]+[sortedNum[i+1] integerValue] + [sortedNum[i+2] integerValue]);
break;
}
//由于数组已经排序,nums[i] 加上后面任意两个数都不超过 s,所以下面的双指针就不需要跑了,但i增大后存在可能,因此继续外层
if (cnt > 1 && i<cnt-2 && [sortedNum[i] integerValue] + [sortedNum[cnt-2] integerValue]+ [sortedNum[cnt-1] integerValue] < target) {
updateValue([sortedNum[i] integerValue]+[sortedNum[cnt-2] integerValue]+[sortedNum[cnt-1] integerValue]);
continue;
}
NSInteger j=i+1, k=cnt-1;
while (j<k) {
NSInteger s = [sortedNum[i] integerValue] + [sortedNum[j] integerValue] + [sortedNum[k] integerValue];
if (s == target) {
return s;
}
updateValue(s);
if(s < target) {
NSInteger j0 = j+1;
//过滤重复的部分
while (j0 < cnt && [sortedNum[j0] integerValue] == [sortedNum[j0-1] integerValue]) {
j0++;
}
j = j0;
}else {
NSInteger k0 = k-1;
while (k0 > 0 && [sortedNum[k0] integerValue] == [sortedNum[k0+1] integerValue]) {
k0--;
}
k = k0;
}
}
}
return result;
}