18. 4Sum

题目描述和难度

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]
]

题目难度：中等。
英文网址：18. 4Sum 。
中文网址：18. 四数之和。

思路分析

求解关键：采用了“三数之和”的解法，在外面多套了一层。

参考解答

参考解答1

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

public class Solution {

    // time : O(n^3);
    // space : O(n);


    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int len = nums.length;
        if (len < 4) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        // len-4 len-3 len-2 len-1
        for (int i = 0; i < len - 3; i++) {
            // 跳过重复的解 1（以排序为前提）
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            // len-3 len-2 len-1
            for (int j = i + 1; j < len - 2; j++) {
                // 跳过重复的解 2（以排序为前提）
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                // 接下来使用二分查找算法
                int left = j + 1;
                int right = len - 1;
                while (left < right) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target) {
                        List<Integer> oneSolution = new ArrayList<>();
                        oneSolution.add(nums[i]);
                        oneSolution.add(nums[j]);
                        oneSolution.add(nums[left]);
                        oneSolution.add(nums[right]);
                        res.add(oneSolution);
                        // 跳过重复的解 3（以排序为前提）
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        // 这一步不要忘记了
                        left++;
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        int[] nums = {1, 0, -1, 0, -2, 2};
        int target = 0;
        List<List<Integer>> fourSum = solution.fourSum(nums, target);
        System.out.println(fourSum);
    }
}

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