LeetCode 18.四数之和

问题描述

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]]

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解题思路

1. 排序：首先对数组进行排序，这样可以方便地使用双指针来查找满足条件的四元组。

2. 遍历：使用两层循环来固定前两个数，然后在剩下的数组中使用双指针来查找另外两个数。

3. 去重：为了避免重复的四元组，需要在每次遍历时跳过相同的数。

code

/*** @package: _03hash._18fourSum* @description:18.四数之和* @author: Yunyang* @date: 2024/10/23  14:10* @version:1.0**/
public class TestFourSum {public static void main(String[] args) {Solution solution = new Solution();int[] nums1 = {1, 0, -1, 0, -2, 2};int target1 = 0;System.out.println(solution.fourSum(nums1, target1)); // 输出: [[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]int[] nums2 = {2, 2, 2, 2, 2};int target2 = 8;System.out.println(solution.fourSum(nums2, target2)); // 输出: [[2,2,2,2]]int[] nums3 = {1000000000,1000000000,1000000000,1000000000};int target3= -294967296;System.out.println(solution.fourSum(nums3, target3));}
}class Solution {public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {// 初始化result数组List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();if(nums == null || nums.length < 4){return result;}// 对数组 nums 进行排序Arrays.sort(nums);// 使用两层循环来固定前两个数 nums[i] 和 nums[j]，// 然后在剩下的数组中使用双指针 left 和 right 来查找另外两个数int n = nums.length;for (int i = 0; i < n; i++) {// 提前终止条件if (nums[i] > target && nums[i] >= 0){break;}// 跳过重复的元素if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){continue;}for (int j = i + 1; j < n - 1; j++) {// 提前终止条件if(nums[i] + nums[i] > target && nums[i] + nums[j] >= 0){break;}// 跳过重复的元素if(j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]){continue;}int left = j + 1;int right = n - 1;while (left < right){long sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];if (sum == Integer.MIN_VALUE){return result;}if(sum > target){right--;} else if(sum < target){left++;} else {result.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]));// 跳过重复的元素while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]){left++;}// 跳过重复的元素while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]){right--;}left++;right--;}}}}return result;}
}

代码解释

1. 整数溢出处理：在计算 sum 时，使用 long 类型来避免整数溢出。
2. 提前终止条件：在 i 和 j 的循环中，添加提前终止条件，以减少不必要的计算。
3. 去重：在每次遍历时跳过重复的元素，避免生成重复的四元组。