3Sum Time Limit Exceeded HashMap 优化过程

　　昨晚，在做leetcode上的3Sum题目时，感觉这道题目和2Sum很像，当时解决2Sum时，思路如下：

用HashMap的key存储 num[i]，value存储下标 i，之后在遍历数组num时，判断target-num[i]是否在HashMap的key中，大致解题思路是这样的。于是我决定继续用这个思路解决3Sum问题。思路如下：

用2层for循环(同理4Sum问题用3层for循环)，Java代码(此段代码Time Limit Exceeded)如下：

public List<List<Integer>> threeSum(int[] num) {
        
        Arrays.sort(num);
        List<List<Integer>> listAll = new ArrayList<List<Integer>>();
        Map<Integer, Integer> hm = new HashMap<Integer, Integer>();
        for(int i = 0; i < num.length; i++) {
            hm.put(num[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            int oneTmp = -num[i];
            if (oneTmp < 0) {   
                break;
            }
            for (int j = i + 1; j < num.length; j++) {
                int thirdTmp = oneTmp - num[j];
                if (hm.containsKey(thirdTmp) && hm.get(thirdTmp) > j) {
                    List<Integer> listTmp = new ArrayList<Integer>();
                    listTmp.add(num[i]);
                    listTmp.add(num[j]);
                    listTmp.add(thirdTmp);

                    if (!listAll.contains(listTmp)) {
                        listAll.add(listTmp);
                    }
                }
            }
        }
        return listAll;
    }

上面的这段代码提交时，一直显示Time Limit Exceeded。经过检查，发现问题出现在上面的红色代码处，我是计算了很多重复的triplet后，然后再用listAll的contains判断并去重，这样的操作会占用一定的时间，导致Time Limit Exceeded。

第一次优化：优化第二层for循环的下标j的遍历方法，Java代码(很奇怪的是这段代码第一次提交时Accepted了，之后几次提交都是Time Limit Exceeded)如下：

public List<List<Integer>> threeSum(int[] num) {
        
        Arrays.sort(num);
        List<List<Integer>> listAll = new ArrayList<List<Integer>>();
        Map<Integer, Integer> hm = new HashMap<Integer, Integer>();
        for(int i = 0; i < num.length; i++) {
            hm.put(num[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            int oneTmp = -num[i];
            if (oneTmp < 0) {   
                break;
            }
            for (int j = i + 1; j < num.length; j++) {
                int thirdTmp = oneTmp - num[j];
                if (hm.containsKey(thirdTmp) && hm.get(thirdTmp) > j) {
                    List<Integer> listTmp = new ArrayList<Integer>();
                    listTmp.add(num[i]);
                    listTmp.add(num[j]);
                    listTmp.add(thirdTmp);
                    
                    listAll.add(listTmp);
                    while ((j < num.length - 1) && (num[j] == num[j + 1])) {
                        j ++;
                    }
                }
            }
        }
        return listAll;
    }

其实就是把第一段代码中的红色部分，替换成黄色部分。

第二次优化，就是优化第一层for循环的下标 i 的遍历方法，最终Java代码(这次以318ms Accepted了)如下：

public List<List<Integer>> threeSum(int[] num) {
        
        Arrays.sort(num);
        List<List<Integer>> listAll = new ArrayList<List<Integer>>();
        Map<Integer, Integer> hm = new HashMap<Integer, Integer>();
        for(int i = 0; i < num.length; i++) {
            hm.put(num[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < num.length; i++) {
            int oneTmp = -num[i];
            if (oneTmp < 0) {   
                break;
            }
            for (int j = i + 1; j < num.length; j++) {
                int thirdTmp = oneTmp - num[j];
                if (hm.containsKey(thirdTmp) && hm.get(thirdTmp) > j) {
                    List<Integer> listTmp = new ArrayList<Integer>();
                    listTmp.add(num[i]);
                    listTmp.add(num[j]);
                    listTmp.add(thirdTmp);

                    listAll.add(listTmp);
                    while ((j < num.length - 1) && (num[j] == num[j + 1])) {
                        j ++;
                    }
                }
            }
            while ((i < num.length - 1) && (num[i] == num[i + 1])) {
                i ++;
            }
        }
        return listAll;
    }

其实就是在第二段代码的基础上，再加上面绿色代码。至此，基于HashMap的解决3Sum问题的Java代码优化结束~