Leetcode-18 4Sum题解

题目如下：

Given an array S of n integers, are there elements a, b, c, and d in S 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.

For example, given array S = [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]
]

题目大意

给定一个数组，要求找出所有和为target的四个数的集合，不能重复。

思路

参照3Sum的思路，只需要在3Sum代码外面加层壳即可，3Sum的题解可以参看这里。3Sum的空间复杂度是O(1)，时间复杂度是O(n²)，4Sum只是在3Sum外面加了一层遍历，因此空间复杂度为O(1)，时间复杂度为O(n³)。此思路的代码如下：

public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
    Arrays.sort(nums);
    List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
        for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) {
            List<Integer> list;
            int lo = j + 1, hi = nums.length - 1, temp = target - (nums[i] + nums[j]);
            while (lo < hi) {
                if (nums[lo] + nums[hi] > temp) {
                    hi --;
                } else if (nums[lo] + nums[hi] < temp) {
                    lo ++;
                } else {
                    list = new ArrayList<>(4);
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[j]);
                    list.add(nums[lo]);
                    list.add(nums[hi]);
                    result.add(list);
                    while (lo < hi && nums[lo] == nums[lo + 1]) lo ++;
                    while (hi > lo && nums[hi] == nums[hi - 1]) hi --;
                    lo ++;
                    hi --;
                }
            }
            while (j < nums.length - 2 && nums[j] == nums[j + 1]) {
                j ++;
            }
        }
        while (i < nums.length - 3 && nums[i] == nums[i + 1]) {
            i ++;
        }
    }
    
    return result;
}

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