Leetcode的AC指南 —— 双指针：18. 四数之和
摘要：
Leetcode的AC指南 —— 双指针：18. 四数之和。题目介绍：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 。
文章目录
- 一、题目
- 二、解析
- 1、双指针法
- 其他语言版本
- Java：
- C++:
- Python:
一、题目
题目介绍：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 。
力扣题目链接
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
二、解析
1、双指针法
-
思路与三数之和差不多，三数之和可参考链接
-
本题四数之和，a + b + c + d = target.
- 在三数之和的基础上多嵌套了一个循环，先遍历 a，然后遍历 b，最后用双指针的方法遍历 c 和 d.
- a与b去重的思想，c 与 d 的去重思想也同三数之和一样。
GO:
func fourSum(nums []int, target int) [][]int {
if len(nums) < 4 {
return nil
}
var result [][]int
sort.Ints(nums) // 排序
// a + b + c + d = target
for a := 0; a < len(nums)-3; a++ {
if a > 0 && nums[a] == nums[a-1] {
continue // 对a去重复
}
for b := a + 1; b < len(nums)-2; b++ {
if b > a+1 && nums[b] == nums[b-1] {
continue // 对b去重复
}
c := b + 1
d := len(nums) - 1
for c < d {
sum := nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d]
if sum > target {
d--
} else if sum < target {
c++
} else {
result = append(result, []int{nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]})
for c < d && nums[c] == nums[c+1] { // c 去重
c++
}
for c < d && nums[d] == nums[d-1] { // d 去重
d--
}
c++
d--
}
}
}
}
return result
}
时间复杂度: O(n^3)
空间复杂度: O(1)
其他语言版本
Java：
class Solution {
public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
Arrays.sort(nums);
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// nums[i] > target 直接返回, 剪枝操作
if (nums[i] > 0 && nums[i] > target) {
return result;
}
if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i]) { // 对nums[i]去重
continue;
}
for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
if (j > i + 1 && nums[j - 1] == nums[j]) { // 对nums[j]去重
continue;
}
int left = j + 1;
int right = nums.length - 1;
while (right > left) {
// nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target int会溢出
long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
if (sum > target) {
right--;
} else if (sum < target) {
left++;
} else {
result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
// 对nums[left]和nums[right]去重
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
left++;
right--;
}
}
}
}
return result;
}
}
C++:
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());
for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
// 剪枝处理
if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
break; // 这里使用break，统一通过最后的return返回
}
// 对nums[k]去重
if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
continue;
}
for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
// 2级剪枝处理
if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
break;
}
// 对nums[i]去重
if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int left = i + 1;
int right = nums.size() - 1;
while (right > left) {
// nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target 会溢出
if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
right--;
// nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target 会溢出
} else if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
left++;
} else {
result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
// 对nums[left]和nums[right]去重
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
// 找到答案时，双指针同时收缩
right--;
left++;
}
}
}
}
return result;
}
};
Python:
class Solution:
def fourSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
nums.sort()
n = len(nums)
result = []
for i in range(n):
if nums[i] > target and nums[i] > 0 and target > 0:# 剪枝（可省）
break
if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:# 去重
continue
for j in range(i+1, n):
if nums[i] + nums[j] > target and target > 0: #剪枝（可省）
break
if j > i+1 and nums[j] == nums[j-1]: # 去重
continue
left, right = j+1, n-1
while left < right:
s = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right]
if s == target:
result.append([nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]])
while left < right and nums[left] == nums[left+1]:
left += 1
while left < right and nums[right] == nums[right-1]:
right -= 1
left += 1
right -= 1
elif s < target:
left += 1
else:
right -= 1
return result