【leetcode题解C++】454.四数相加II and 383.赎金信 and 15.三数之和 and 18.四数之和

454. 四数相加II

给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ，数组长度都是 n ，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：

• 0 <= i, j, k, l < n
• nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0

示例 1：

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2]
输出：2
解释：
两个元组如下：
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

示例 2：

输入：nums1 = [0], nums2 = [0], nums3 = [0], nums4 = [0]
输出：1

思路：因为数组长度都是n，所以不必考虑0 <= i, j, k, l < n这个条件，只需要找出四个数字来求和等于0。想到把它们两两分为一组，放入哈希map（key记录两数的和，value记录出现的次数），再用find()方法判断是否后面两个数的和能满足题目条件，如果满足，则count++。

需要注意的是，可能会出现两两相加之后结果相同的不同数字，即是要注意value的值。

代码实现：

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector& nums1, vector& nums2, vector& nums3, vector& nums4) {
        unordered_map umap;
        for(int a : nums1) {
            for(int b : nums2) {
                umap[a + b]++;
            }
        }
        int count = 0;
        for(int c : nums3) {
            for(int d : nums4) {
                if(umap.find(0 - (c + d)) != umap.end()) {
                    count += umap[0 - (c + d)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

383. 赎金信

给你两个字符串：ransomNote 和 magazine ，判断 ransomNote 能不能由 magazine 里面的字符构成。

如果可以，返回 true ；否则返回 false 。

magazine 中的每个字符只能在 ransomNote 中使用一次。

示例 1：

输入：ransomNote = "a", magazine = "b"
输出：false

示例 2：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "ab"
输出：false

示例 3：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "aab"
输出：true

思路：看到之后发现和242题可能相似，尝试用长度为26的数组来记录每个字母可用的次数，注意此处是需要用magazine来完成ransomNote，所以先往数组中添加magazine的每一个字母，在减去ransomNote中的每一个字母，一旦遇到某个字母的值为-1，则返回false。

代码实现：

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        int record[26] {0};
        if(ransomNote.size() > magazine.size()) {
            return 0;
        }
        for(char it : magazine) {
            record[it - 'a']++;
        }
        for(char it : ransomNote) {
            record[it - 'a']--;
            if(record[it - 'a'] < 0) {
                return 0;
            }
        }
        return 1;
    }
};

15. 三数之和

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。注意：答案中不可以包含重复的三元组。

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

思路：刚拿到题，发现和454类似，唯一不同就是需要注意不能重复，所以去重成为了一个关键，后面实在做不出来，换了一种思路，用三个指针，指着对应的元素，靠指针的收缩来去重。

代码实现：

class Solution{
public:
    vector> threeSum(vector &nums) {
        vector> res;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            if(nums[i] > 0) return res;
            //对nums[i]去重
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            int ans = 0;
            while(right > left) {
                ans = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if(ans > 0) right--;
                else if(ans < 0) left++;
                else if(ans == 0) {
                    res.push_back(vector{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    //对nums[right]和nums[left]去重
                    while(right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while(right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                    //为了跳出循环，找到答案，指针收缩
                    left++;
                    right--;
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

18. 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]]

思路：和15题类似，不过是四个数了，那么需要再加一层循环来确定前两个指针（包括去重），确定完之后，再收缩left和right指针，需要注意的是，本题中挖了个overflow的坑...（四数相加可能超过int的界限，所以要用long）。

代码实现：

class Solution {
public:
    vector> fourSum(vector& nums, int target) {
        vector> res;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            if(nums[i] > target && nums[i] >= 0) break;
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            for(int k = i + 1; k < nums.size(); k++) {
                if(nums[i] + nums[k] > target && nums[i] + nums[k] >= 0) break;
                if(k > i + 1 && nums[k] == nums[k-1]) continue;
                int left = k + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                long ans = 0;
                while(right > left) {
                    ans = (long)nums[i] + nums[k] + nums[left] + nums[right];
                    if(ans > target) right--;
                    else if(ans < target) left++;
                    else if(ans == target) {
                        res.push_back(
                            vector{nums[i], nums[k], nums[left], nums[right]});
                        while(right>left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while(right>left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                        right--;
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
};