LeetCode: 18. 四数之和 | 双指针专题

算法题

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题目链接

• 18. 四数之和

⛲ 题目描述

给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：

0 <= a, b, c, d < n
a、b、c 和 d 互不相同
nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
你可以按 任意顺序 返回答案 。

示例 1：

输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]
示例 2：

输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]

提示：

1 <= nums.length <= 200
-109 <= nums[i] <= 109
-109 <= target <= 109

求解思路&实现代码&运行结果

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⚡ 双指针

求解思路

1. 首先我们要先弄明白题目的意思，抓住解题的关键点，暴力解法可以想到，但是时间超限，不能通过，我们就需要利用数组有序的这个特性+双指针来求解。
2. 如果你细心就会发现，这个题目是俩数之和的加强，变种版本，如果你做过俩数之和，那么该题目我们还是同样的求解思路，只不过需要我们在原来的基础上多加俩个for循环去枚举第一个和第二个数的位置，还剩余的俩个数直接通过双指针来维护求解。
3. 初始两个指针分别指向第三个元素位置和最后一个元素的位置。每次计算两个指针指向的两个元素之和，并和目标值比较。
4. 如果四个元素之和等于目标值，则发现了唯一解。
5. 如果四个元素之和小于目标值，则将左侧指针右移一位。
6. 如果四个元素之和大于目标值，则将右侧指针左移一位。
7. 移动指针之后，重复上述操作，直到找到答案。
8. 有了基本的思路，接下来我们就来通过代码来实现一下。

实现代码

注意:相加结果可能会超过 32 位整数范围，需要用 64位整数存储四数之和

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
        int n=nums.length;
        for(int i=0;i<n-3;i++){
            int x=nums[i];
            if((long)x+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target) break;
            if(i>0&&nums[i-1]==x) continue;
            if((long)nums[i] + nums[n - 3] + nums[n - 2] + nums[n - 1] < target) {
                continue;
            }
            for(int j=i+1;j<n-2;j++){
                int y=nums[j];
                if((long)x+y+nums[j+1]+nums[j+2]>target) break;
                if((long)nums[i] + nums[j] + nums[n - 2] + nums[n - 1] < target) {
                    continue;
                }
                if(j>i+1&&nums[j-1]==y) continue;
                int left=j+1,right=n-1;
                while(left<right){
                    long temp=(long)x+y+nums[left]+nums[right];
                    if(temp>target) right--;
                    else if(temp<target) left++;
                    else{
                        List<Integer> list=new ArrayList<>();
                        list.add(x);
                        list.add(y);
                        list.add(nums[left]);
                        list.add(nums[right]);
                        left++;
                        while(left<right && nums[left]==nums[left-1]) left++;
                        right--;
                        while(right>left && nums[right]==nums[right+1]) right--;
                        res.add(list);
                    }
                }
            }
        }
        return res; 
    }
}

运行结果

时间复杂度&空间复杂度

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共勉

最后，我想和大家分享一句一直激励我的座右铭，希望可以与大家共勉！