2021.1.25 刷题(四数之和)

3.四数之和
题目链接：https://leetcode-cn.com/problems/4sum
题目描述：
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]
]

解题：
方法一：采用hash表的方法，时间复杂度O(n^3)

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> resultList;
        unordered_map<int, int> map;
        int a, b;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int temp = target;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++)
        {
            map[nums[i]] = i;
        }

        for(int i = 0; i < nums.size(); i++)
        {
            a = temp - nums[i];
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1])
            {
                continue;
            }
            for(int j = i + 1; j < nums.size(); j++)
            {
                b = a - nums[j];
                if(j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1])
                {
                    continue;
                }
                for(int k = j + 1; k < nums.size(); k++)
                {
                    if(k > j + 1 && nums[k] == nums[k - 1])
                    {
                        continue;
                    }
                    auto iter = map.find(b - nums[k]);
                    if(iter != map.end())
                    {
                        if(iter->second > k)
                        {
                            vector<int> arr = {nums[i], nums[j], nums[k], nums[iter->second]};
                            resultList.push_back(arr);
                            
                        }else{
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return resultList;

    }
};

方法二：双指针，时间复杂度O(n^3)

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

    }
};

方法三：将四数之和转变为2数之和
https://leetcode-cn.com/problems/4sum/solution/tong-guo-san-lie-biao-jie-jue-ci-ti-by-wotxdx/

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        set<vector<int>> reset;
        unordered_map<int,vector<vector<int>>> map;
        sort(nums.begin(), nums.end());

        for(int i = 0; i < nums.size(); i++)
        {
            for(int j = i + 1; j < nums.size(); j++)
            {
                int key = nums[i] + nums[j];

                if(map.find(target - key) != map.end())
                {
                    for(auto p: map[target - key])
                    {
                        if(p[1] < i)
                        {
                            reset.insert(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[p[0]], nums[p[1]]});
                        }
                        

                    }
                }
                map[key].push_back({i, j});
                
            }
        }
        return vector<vector<int>>{reset.begin(),reset.end()};
    }
};