从零刷算法-四数之和

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题目描述

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]]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 200
  • 109 <= nums[i] <= 109
  • 109 <= target <= 109

题目链接:四数之和

思路介绍

思想同三数之和: 排序+双指针

四数之和 本质上和 三数之和 是一样的, 由于都有大量重复元素的存在, 都不能使用哈希表进行简单的去重。

  • 首先先将给定的数组 nums 排序,复杂度为 O(NlogN)
  • 进行特判:数组长度小于4的情况
  • 遍历数组,固定四数中的第一个数
  • 如若此数等于上次枚举的数字,直接进入下一次循环。
  • nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2] + nums[i+3] > target;说明此时剩下的三个数无论取什么值,四数之和一定大于target,因此退出第一重循环
  • nums[i] + nums[n-3] + nums[n-2] + nums[n-1] < target;说明此时剩下的三个数无论取什么值,四数之和一定小于target,因此第一重循环直接进入下一轮,枚举nums[i+1];
  • 选取第二个数,同样操作
  • 使用双指针(L,R)在后面的区间中寻找和为target-nums[i]-nums[j]的另外两个数

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> q = new ArrayList<List<Integer>>();
        int len = nums.length;
        if (nums == null || len < 4) return q;
       
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < len - 3; i++) {      
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;          
            if ((long)nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target) break;   
            if ((long)nums[i] + nums[len - 3] + nums[len - 2] + nums[len -1] < target)  continue;
            for (int j = i + 1; j < len - 2; j++) {              
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) continue;            
                if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target) break;   
                if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[len - 2] + nums[len - 1] < target) continue;            
                int L = j + 1;
                int R = len - 1;
                while (L < R) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[L] + nums[R];
                    if (sum == target) {
                        q.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[L], nums[R]));
                        while (L < R && nums[L] == nums[L + 1]) L++;
                        while (L < R && nums[R] == nums[R - 1]) R--;
                        L++;
                        R--;
                    } else if (sum < target) {                
                        L++;
                    } else {                      
                        R--;
                    }
                }
            }
        }
        return q;
    }
}

运行结果

执行结果:通过

执行用时:2 ms

内存消耗:41.5 MB

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