[LeetCode] 18. 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]
]

思路:

使用双循环固定两个数,用双指针找另外两个数,通过比较与target 的大小,移动指针.

里面有一些优化,可以直接看代码,很好理解!

所以时间复杂度 :(O(n^3))

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代码:

class Solution:
    def fourSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        n = len(nums)
        if n < 4: return []
        nums.sort()
        res = []
        for i in range(n-3):
            # 防止重复 数组进入 res
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:
                continue
            # 当数组最小值和都大于target 跳出
            if nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2] + nums[i+3] > target:
                break
            # 当数组最大值和都小于target,说明i这个数还是太小,遍历下一个
            if nums[i] + nums[n-1] + nums[n-2] + nums[n-3] < target:
                continue
            for j in range(i+1,n-2):
                # 防止重复 数组进入 res
                if j - i > 1 and nums[j] == nums[j-1]:
                    continue
                # 同理
                if nums[i] + nums[j] + nums[j+1] + nums[j+2] > target:
                    break
                # 同理
                if nums[i] + nums[j] + nums[n-1] + nums[n-2] < target:
                    continue
                # 双指针
                left = j + 1
                right = n - 1
                while left < right:
                    tmp = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right]
                    if tmp == target:
                        res.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 tmp > target:
                        right -= 1
                    else:
                        left += 1
        return res

java

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
        Arrays.sort(nums);
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < n - 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[n - 1] + nums[n - 2] + nums[n - 3] < target) continue;
            for (int j = i + 1; j < n - 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[n - 1] + nums[n - 2] < target) continue;

                int left = j + 1;
                int right = n - 1;
                while (left < right) {
                    int tmp = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (tmp == target) {
                        List<Integer> tmpList = new LinkedList<>(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        res.add(tmpList);
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left += 1;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right -= 1;
                        left += 1;
                        right -= 1;
                    } else if (tmp > target) right -= 1;
                    else left += 1;
                }
            }

        }

        return res; 
    }
}