LeetCode-18：4 Sum (四數的和)

題目：4 Sum

Given an array nums of n integers and an integer target, are there elements a, b, c, and d in nums such that a + b + c + d = target? Find all unique quadruplets in the array which gives the sum of target.

Note:

• The solution set must not contain duplicate quadruplets.

例子:

Given array nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2], and target = 0.

A solution set is:
[
  [-1,  0, 0, 1],
  [-2, -1, 1, 2],
  [-2,  0, 0, 2]
]

問題解析：

給定數組，返回數組中和爲target的四元組。

鏈接：

• LeetCode：https://leetcode.com/problems/4sum/description/

思路標籤

算法：排序 + 雙指針

解答：

• 以LeetCode-15 & 16 的思想，我們使用兩個循環遍歷給出四元組中的前兩個候選，然後以雙指針的形式選擇剩下的兩個候選；
• 因爲數組是排序過的，所以我們可以分別在第一和第二個循環中判斷當前連續四個（三個）以及當前候選和最後的三個（兩個）候選的和與target比較，選擇循環的跳過和跳出；
• 同樣，我們需要注意循環中第一和第二個候選的重複問題，連續相同的候選選擇跳過操作；同樣也對符合條件的左右指針值進行跳過操作。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int> > ret;
        int n = nums.size();
        if(n<4) return ret;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        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-3]+nums[n-2]+nums[n-1] < 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-2]+nums[n-1] < target) continue;
                int l = j+1, r = n-1;
                while(l<r){
                    int tempsum = nums[i]+nums[j]+nums[l]+nums[r];
                    if(tempsum < target) l++;
                    else if (tempsum > target) r--;
                    else{
                        ret.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
                        do{
                            l++;
                        }while(nums[l] == nums[l-1] && l<r);
                        do{
                            r--;
                        }while(nums[r] == nums[r+1] && l<r);
                    }
                }
            }
        }

        return ret;
    }
};