leetcode18. 四数之和(java)

四数之和

  • 题目描述
    • nSum 双指针
    • 代码演示
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题目描述

难度 - 中等
原题链接 - 四数之和

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
-1e9 <= nums[i] <= 1e9
-1e9 <= target <= 1e9

leetcode18. 四数之和(java)_第1张图片

nSum 双指针

nSum 问题是一类问题的总称,3个数字之和,4个数字之和,都是一类问题,用双指针解决。
想用双指针,就要保证数据是有序的,因此要先给数组排序。
这类问题的通用解法就是先确定好一个数字(三数之和)或者两个数字(四数之和)。然后用双指针,去找另外两个满足的数字。
排好序的数组,用双指针,就能保证指针不回退的找到答案,
题目里要求不能重复值,因此代码里的要做好去重。

具体实现时,还可以进行一些剪枝操作:

  1. 在确定第一个数之后,如果 nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target,说明此时剩下的三个数无论取什么值,四数之和一定大于 target,因此退出第一重循环;
  2. 在确定第一个数之后,如果 nums[i]+nums[n−3]+nums[n−2]+nums[n−1]
  3. 在确定前两个数之后,如果 nums[i]+nums[j]+nums[j+1]+nums[j+2]>target,说明此时剩下的两个数无论取什么值,四数之和一定大于 target,因此退出第二重循环;
  4. 在确定前两个数之后,如果 nums[i]+nums[j]+nums[n−2]+nums[n−1]

代码演示

  /**
     * 四数之和
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 4){
            return ans;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < n - 3;i++){
            //去除重复元素
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){
                continue;
            }
            //判断临界值
            if((long)nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target){
                break;
            }
            //小于target 结束当前循环,指针向右移动。
            if ((long)nums[i] + nums[n - 1] + nums[n - 2] + nums[n - 3] < target){
                continue;
            }
            //三个数字选择
            for (int j = i + 1;j < n - 2;j++){
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]){
                    continue;
                }
                if ((long)nums[j] + nums[i] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target){
                    break;
                }
                if ((long)nums[j] + nums[i] + nums[n - 1] + nums[n - 2] < target){
                    continue;
                }
                //两个数字选择
                int left = j + 1;
                int right = n - 1;
                while (left < right){
                    long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target){
                        ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]));
                        //去除重复数字
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]){
                            right--;
                        }
                        right--;
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]){
                            left++;
                        }
                        left++;
                    } else if (sum > target) {
                        //去除重复数字
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]){
                            right--;
                        }
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]){
                            left++;
                        }
                        left++;
                    }
                }

            }

        }
        return ans;
    }

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