Python实现三数之和：双指针算法与代码优化解析

Luna

发布时间：2026-10-16| 5人浏览过

原创

本文详细解析Python解决三数之和问题的核心思路，采用排序结合双指针策略。文章对比了基础实现与修正后代码，重点指出并修复了循环边界、重复元素跳过逻辑及提前终止条件等常见错误，提供了完整的可运行代码与性能测试结果，帮助开发者掌握高效解题技巧。

三数之和题目描述

给定一个包含 n 个整数的数组 nums，需要判断其中是否存在三个元素 a、b、c，

使得 a + b + c = 0？请找出所有满足条件且不重复的三元组。

最终答案中不得包含重复的三元组。

示例：

给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为：

[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

思路

1. 首先对数组进行排序，可以使用Python内置的排序函数，也可以自定义排序算法。

2. 应用双指针算法。固定第一个数的索引 i，遍历整个数组，该数即为三元组中最小的数。随后在该数右侧设置左右两个指针 l 和 r，其中 l = i + 1，r = len(nums) - 1。

3. 判断这三个索引指向的元素之和与 0 的大小关系。

若和大于 0，右指针左移一位；若和小于 0，左指针右移一位。

为避免生成重复的三元组，在移动左右指针时，需要跳过所有相邻且相等的 nums[i]。

Python3代码

#导入计算时间的包，调用系统时间
from time import * 
#初始时间
t1 = time()
def threeSum(nums):
    nums.sort()
    n = len(nums)
    res = []
    for i in range(n):
        '''如果相邻的两个数相等，跳过,避免重复'''
        if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
            continue 
        l, r = i+1, n-1
        while l < r:
            if nums[i] + nums[l] + nums[r]>0:
                r -= 1
                while nums[r+1] == nums[r]:
                    r -= 1
            elif nums[i] + nums[l] + nums[r]<0:
                l += 1
                while nums[l-1] == nums[l]:
                    l += 1    
            else:
                res.append([nums[i],nums[l],nums[r]])
                l += 1
                r -= 1
                while nums[l] == nums[l - 1]: l += 1
                while nums[r] == nums[r + 1]: r -= 1
    return res
        
if __name__ == '__main__':
    nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
    print(threeSum(nums))
#结束时间
t2 = time()
#运行时间
run_time = t2 - t1
print(run_time)

运行结果：

[[-1, -1, 2], [-1, 0, 1]] #运行时间 0.0010113716125488281

上述代码存在部分逻辑缺陷：

遗漏了对三个数全部大于 0 情况的处理，此时应直接退出循环，因为不存在满足条件的结果。

未严格判断每次循环中 l < r 的条件。

修正后的代码：

from time import * 
t1 = time()
def threeSum(nums):
    nums.sort()
    n = len(nums)
    res = []
    for i in range(n-2):
        if nums[i] > 0:break
        '''如果相邻的两个数相等，跳过,避免重复'''
        if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
            continue 
        l, r = i+1, n-1
        while l < r:
            if nums[i] + nums[l] + nums[r]>0:
                r -= 1
                while l < r and nums[r-1] == nums[r]:
                    r -= 1
            elif nums[i] + nums[l] + nums[r]<0:
                l += 1
                while l < r and nums[l] == nums[l-1]:
                    l += 1    
            else:
                res.append([nums[i],nums[l],nums[r]])
                l += 1
                r -= 1
                while l < r and nums[l] == nums[l - 1]: l += 1
                while l < r and nums[r] == nums[r + 1]: r -= 1
    return res
        
if __name__ == '__main__':
    nums = [-2,-3,0,0,-2]
    print(threeSum(nums))
t2 = time()
run_time = t2 - t1
print(run_time)

结果：