题目
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 < na、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 。
这道题是上一道三数之和的延伸。但不同的是,上一题我们用的是哈希表,而哈希集合并不适合做这两道题,所以我们专用双指针来做。
拿三数之和来举例,先套一层for循环,目的就是将三元组abc拆分为a、bc,这样就能用双指针来遍历bc了。
关于剪枝处理,可以分为两类,第一个就是对于排序过后的数组,如果最小的第i个数字都要比目标和大的话,那么这个数组就没有继续算下去的必要了;其次就是对去重的剪枝,你可以把排序过后的数组想象长短不一的积木拼起来的一个长条,重复的数字都排在一起,然后你只需要取积木的最尾端即可避免重复。以上就是剪枝的大致情况,讲起来容易,但是写一遍没问题的显然还是挺复杂的。
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
if (nums[i] > 0) {
break;
}
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int left = i + 1;
int right = nums.size() - 1;
while (right > left) {
int target = nums[i] + nums[left] + nums[right];
if (target > 0) right--;
else if (target < 0) left++;
else {
result.push_back(vector<int> {nums[i],nums[left],nums[right]});
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
left ++;
right --;//找到答案自动收缩
}
}
}
return result;
}
};
那么对于四数之和,就是在三数之和的基础上,添加上一层for循环,把abcd拆分成,ab&cd,对于cd我们来拆用双指针,然后剪枝的地方就跟三树之和没什么区别。
所以我们可以看到,双指针可以帮助我们把暴力解法的时间复杂度降低一次方,利用双指针完成对两层循环的遍历。
cpp
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
if (nums[i] > target && nums[i] >= 0) break;
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) {
if (nums[i] + nums[j] > target && nums[i] + nums[j] >= 0) break;
if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) continue;
int left = j + 1;
int right = nums.size() - 1;
while (left < right) {
if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right] < target) left++;
else if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right] > target) right--;
else {
result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]});
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
left ++;
right --;
}
}
}
}
return result;
}
};