【双指针】四数之和

四数之和

建议做过了解三数之和的思想再做这道题，思路是一样的~

题目描述

18. 四数之和 - 力扣（LeetCode）

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

算法原理

解法一

排序+暴力枚举+利用set去重

但是，绝对会超时，也就不用花费功夫去写了。为什么会超时？两数之和就仅仅两层for循环都会超时，何况你三数、四数之和呢？这里也对三数之和中没有写暴力解法及其说明做个补充~

解法

排序+双指针

1. 依次固定一个数a

2. 在a后面的区间内，利用三数之和找到三个数

   使这三个数的和等于target - a即可

   • 依次固定一个数b
   • 在b后面的区间中，利用双指针找到两个数，使用这两个数的和等于target-a-b 即可

细节问题处理

说白了跟三数之和是几乎一样的

1. 不重

2. 不漏

代码编写

Java代码编写

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        // 存储答案载体
        List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
        // 排序
        Arrays.sort(nums);
        // 双指针算法解决问题
        int n = nums.length;
        // 固定数 a
        for(int i = 0; i < n ; )
        {
            // 固定数 b
            for(int j = i + 1; j < n; )
            {
                int left = j + 1, right = n - 1;
                long a = (long)target - nums[i] - nums[j];
                while(left < right)
                {
                    int sum = nums[left] + nums[right];
                    if(sum > a) right--;
                    else if(sum < a) left++;
                    else
                    {
                        ret.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left++], nums[right--]));
                        // 去重
                        while(left < right && nums[left] == nums[left - 1])
                            left++;
                        while(left < right && nums[right] == nums[right + 1])
                            right--;
                    }
                }
                j++;
                while(j < n && nums[j] == nums[j - 1])
                    j++;
            }
            i ++;
            while(i < n && nums[i] == nums[i - 1])
                i++;
        }
        return ret;
    }
}

C++代码编写

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> ret;
    sort(nums.begin(), nums.end());
    int n = nums.size();
    for (int i = 0; i < n; ) {
        for (int j = i + 1; j < n; ) {
            int left = j + 1, right = n - 1;
            long long a = static_cast<long long>(target) - nums[i] - nums[j];
            while (left < right) {
                int sum = nums[left] + nums[right];
                if (sum > a) {
                    right--;
                } else if (sum < a) {
                    left++;
                } else {
                    ret.push_back({nums[i], nums[j], nums[left++], nums[right--]});
                    while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) {
                        right--;
                    }
                }
            }
            j++;
            while (j < n && nums[j] == nums[j - 1]) {
                j++;
            }
        }
        i++;
        while (i < n && nums[i] == nums[i - 1]) {
            i++;
        }
    }
    return ret;
    }
};