LeetCode 18. 四数之和 Java题解

这道题是扩展的三数之和。在三数之和中，我们固定a，利用双指针寻找b和c(两头分别开始找)，将复杂度从3次方降到了2次方。在四数之和中，我们固定a和b，双指针寻找c和d。将复杂度从4次方降到了3次方。

1.考虑剪枝情况。如果nums[a]比目标和值大，就一定不可能找到结果吗？如nums[a]是正数，它作为四元组中最小的数都大于结果，那么必定找不到结果了。如果是nums[a]是负数，它大于目标和target（也是一个负数），还可能出现大于nums[a]的负数，比如nums[b]负数，nums[a]+nums[b]会变得更小，是一个更小的负数，还是有可能找到结果的。

2.考虑整数溢出情况，使用long。Java中int类型的最小值是-2147483648，最大值是2147483647。在这个样例中，和可能越界了。

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        int len=nums.length;
        ArrayList<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
        for(int a=0;a<len-3;a++){
            //剪枝：正数最小的数a都大于目标了，肯定没结果。如果是大于目标的负数a，负数a+负数b还是可能小于目标的。
            if(nums[a]>target&&nums[a]>=0){
                break;
            }
            if(a-1>=0&&nums[a-1]==nums[a]){//去重a
                continue;
            }
            for(int b=a+1;b<len-2;b++){
                //剪枝：
                if(nums[a]+nums[b]>target&&nums[a]+nums[b]>=0){
                    break;
                }
                if(b-1>a&&nums[b-1]==nums[b]){//去重b
                    continue;
                }
                long t=target-(long)(nums[a]+nums[b]);//新的寻找目标
                int c=b+1,d=len-1;
                while(c<len&&d>b&&c<d){
                    if(t>(long)nums[len-1]+nums[len-2]){
                        break;
                    }
                    if((long)nums[c]+nums[d]==t){
                        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>();
                        list.add(nums[a]);
                        list.add(nums[b]);
                        list.add(nums[c]);
                        list.add(nums[d]);
                        res.add(list);
                        while(c<d&&nums[c+1]==nums[c]){//去重c
                            c++;
                        }
                        while(c<d&&nums[d-1]==nums[d]){//去重d 
                            d--;
                        }
                        c++;
                        d--;    
                    }
                    else if((long)nums[c]+nums[d]>t){
                        d--;
                    }
                    else{
                        c++;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}