16. 3Sum Closest

public class Solution {
    public int ThreeSumClosest(int[] nums, int target) {
        if(nums.Length < 3)
            return 0;
        Array.Sort(nums);
        int start = 0;
        int left = 1;
        int right = nums.Length - 1;
        int direction = nums[start] + nums[left] + nums[right] > 0 ? 1 : 0;
        int minDistance = int.MaxValue;
        int sum = int.MinValue;
        while (start < nums.Length - 2)
        {
            while (left < right)
            {
                int currSum = nums[start] + nums[left] + nums[right];
                if ( currSum == target )
                    return target;
                
                if (currSum < target)
                    left++;
                else 
                    right--;
                if (Math.Abs(currSum - target) < minDistance)
                {
                    sum = currSum;
                    minDistance = Math.Abs(currSum - target);
                }
            }
            start ++;
            left = start + 1;
            right = nums.Length - 1;
        }
        return sum;
    }
}

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// Auto-generated C++ draft from the C# solution. Review containers, LINQ and helper types before submit.
class Solution {
public:
    public int ThreeSumClosest(vector<int>& nums, int target) {
        if(nums.size() < 3)
            return 0;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int start = 0;
        int left = 1;
        int right = nums.size() - 1;
        int direction = nums[start] + nums[left] + nums[right] > 0 ? 1 : 0;
        int minDistance = int.MaxValue;
        int sum = int.MinValue;
        while (start < nums.size() - 2)
        {
            while (left < right)
            {
                int currSum = nums[start] + nums[left] + nums[right];
                if ( currSum == target )
                    return target;
                
                if (currSum < target)
                    left++;
                else 
                    right--;
                if (abs(currSum - target) < minDistance)
                {
                    sum = currSum;
                    minDistance = abs(currSum - target);
                }
            }
            start ++;
            left = start + 1;
            right = nums.size() - 1;
        }
        return sum;
    }
}

class Solution {
    public int threeSumClosest(int[] nums, int target) {
        
        int n = nums.length;
        int closest = 0;
        // int min = Integer.MAX_VALUE;
        int max = Integer.MAX_VALUE;
        Arrays.sort(nums);
        //target += 1;

        for(int i=0; i<n-2; i++){
            int j=i+1;
            int k  = n-1;
            // min = Math.min(min,max);

            while(j<k){
                int sum = nums[i] + nums[j] + nums[k];

                if(sum == target)
                    return sum;

                else if(sum < target)
                    j++;

                else
                    k--;
                    int diff = Math.abs(sum - target);
                    if(diff < max){
                        max = diff;
                        closest = sum;
                    }
                }
            }   
            
        return closest;
    }
}

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} target
 * @return {number}
 */
var threeSumClosest = function (nums, target) {
    nums.sort((a, b) => a - b);
    let ans = 1 << 30;
    const n = nums.length;
    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        let j = i + 1;
        let k = n - 1;
        while (j < k) {
            const t = nums[i] + nums[j] + nums[k];
            if (t === target) {
                return t;
            }
            if (Math.abs(t - target) < Math.abs(ans - target)) {
                ans = t;
            }
            if (t > target) {
                --k;
            } else {
                ++j;
            }
        }
    }
    return ans;
};

class Solution:
    def threeSumClosest(self, num, target):
        num.sort()
        result = num[0] + num[1] + num[2]
        for i in range(len(num) - 2):
            j, k = i+1, len(num) - 1
            while j < k:
                sum = num[i] + num[j] + num[k]
                if sum == target:
                    return sum
                
                if abs(sum - target) < abs(result - target):
                    result = sum
                
                if sum < target:
                    j += 1
                elif sum > target:
                    k -= 1
                else:
                    return result
            
        return result

func threeSumClosest(nums []int, target int) int {
    sort.Ints(nums)
    var ans int
    diff:=math.MaxInt
    
    for i:=0;i<len(nums)-2;i++{
        low:=i+1
        high:=len(nums)-1
        
        for low<high{
            if nums[i]+nums[low]+nums[high]==target{
                ans=target
                return ans
            }else if int(math.Abs(float64(nums[i]+nums[low]+nums[high]-target)))<diff{
                diff=int(math.Abs(float64(nums[i]+nums[low]+nums[high]-target)))
                ans=nums[i]+nums[low]+nums[high]
            }
            
            if nums[i]+nums[low]+nums[high]>target{
                high--
            }else{
                low++
            }
        }
    }
    return ans
}

Проверка длины arrayа:

Сначала проверяется, содержит ли array nums хотя бы три elementа. Если нет, метод returns 0, так как нет смысла искать сумму трёх elementов.

Сортировка arrayа:

array nums сортируется. Это необходимо для упрощения поиска комбинаций с использованием двух указателей.

Инициализация переменных:

start инициализируется на первом elementе, left на втором, и right на последнем elementе arrayа.

Переменные direction, minDistance, и sum инициализируются для отслеживания минимального расстояния до целевой суммы и самого близкого найденного значения суммы.

Внешний цикл:

Внешний цикл перебирает elementы arrayа начиная с первого. Для каждого elementа start он рассматривает комбинации elementов с использованием двух других указателей (left и right).

Внутренний цикл:

Внутренний цикл выполняется до тех пор, пока указатели left и right не пересекутся.

Рассчитывается сумма elementов, на которые указывают указатели start, left, и right.

Если сумма совпадает с целевой суммой, returnsся целевая сумма, так как это идеальный случай.

Обновление указателей и значений:

Если сумма меньше целевой, left сдвигается вправо (увеличивается), чтобы увеличить сумму.

Если сумма больше целевой, right сдвигается влево (уменьшается), чтобы уменьшить сумму.

При каждом изменении указателей обновляется минимальное расстояние между текущей суммой и целевой суммой, если новое расстояние меньше текущего.

Возвращение результата:

После завершения всех итераций returnsся значение sum, которое является суммой трех elementов, ближайшей к целевой сумме.

Временная и пространственная Complexity:

Временная Complexity: O(n^2), где n — количество elementов в arrayе. Основная Complexity обусловлена двойным перебором elementов arrayа (внешний цикл и внутренний цикл).

Пространственная Complexity: O(1), так как используется фиксированное количество переменных для хранения данных и индексов, не зависящих от размера Entradaных данных.