FourSum

四数之和

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题目介绍

四数之和

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，**b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意：

答案中不可以包含重复的四元组。

示例 :

给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。

满足要求的四元组集合为：
[
  [-1,  0, 0, 1],
  [-2, -1, 1, 2],
  [-2,  0, 0, 2]
]

题目解法

package algorithm;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class FourSum {

    public static List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {

        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 4) {
            return lists;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int length = nums.length;
        for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            if (nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target) {
                break;
            }
            if (nums[i] + nums[length - 3] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                if (nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target) {
                    break;
                }
                if (nums[i] + nums[j] + nums[length - 2] + nums[length - 1] < target) {
                    continue;
                }
                int left = j + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (left < right) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target) {
                        List<Integer> list = Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]);
                        lists.add(list);
                        // 这一段优化很精妙
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        left++;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        right--;
                    } else if (sum > target) {
                        right--;
                    } else {
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return lists;
    }

    public static void main(String[] args) {

        int[] nums = new int[]{-3, -2, -1, 0, 0, 1, 2, 3};
        int target = 0;

        System.out.println(fourSum(nums, target));
    }
}

打印：

[[-3, -2, 2, 3], [-3, -1, 1, 3], [-3, 0, 0, 3], [-3, 0, 1, 2], [-2, -1, 0, 3], [-2, -1, 1, 2], [-2, 0, 0, 2], [-1, 0, 0, 1]]

思路：

双指针。其实做出来后，虽然pass了，但是发现效率比较低。所以还是参考了官方的解答，最后一层循环的优化，确实比较厉害。