15.三数之和18. 四数之和

15. 三数之和

题目链接 三数之和

题目描述

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请
你返回所有和为 0 且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。

示例 1：
输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

思路

题目分析：

• 一个整数数组nums, 而不是三个数组
• i != j、i != k 且 j != k,即下标不同
• nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0
• 不重复：三元组每一组都不可重复但里面的元素值可以重复，如{1，1，2}和{1,2,1}就是重复了，顺序无关。

代码

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class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
		//定义结果集
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int i,right,left;
        //排序
        Arrays.sort(nums);
        for ( i = 0; i <nums.length ; i++) {
			//若不考虑nums[left]+nums[right]就已经大于0则直接返回结果集
            if(nums[i]>0) return res;
			//i去重
            if(i>0&&nums[i-1]==nums[i]){
                continue;
            }
            left = i+1;
            right = nums.length-1;
           while(left<right){//由于不能同时是一个数，故不能left=right
               if(nums[i]+nums[left]+nums[right]>0){
                   right--;
               }else if(nums[i]+nums[left]+nums[right]<0){
                   left++;
               }else{
                   res.add(Arrays.asList(nums[i],nums[left],nums[right]))
                   //注意找到一组后才开始左右去重
                   //左右去重
                   while(right>left&&nums[right]==nums[right-1]){
                       right--;
                   }
                   while(right>left&&nums[left]==nums[left+1]){
                       left++;
                   }
		//两个指针同时收缩
                   left++;
                   right--;
               }
           }
        }
        return res;
    }
}

总结

• Arrays.asList(nums[i],nums[left],nums[right])返回的是一个list；
• 使用双指针法前一定要排好序；
• 需要返回下标的题目就不能排序(会打乱数组下标)；

18. 四数之和

题目链接 四数之和

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]]

思路

• 和四数相加的不同：四个数组转变为只有一个数组
• 和三数之和的不同：目标值由0改为target
• int的范围为大约2亿，测例中有4个1亿的例子，注意溢出前转为long,否则溢出为负数

代码

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public class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int left, right;
		//排好序
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            {	//剪枝
                if (nums[i] > target && target > 0) return res;
		//i去重
                if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
		//去重
                    if (j > i+1 && nums[j] == nums[j - 1] ) {
                        continue;
                    }
                    left = j + 1;
                    right = nums.length - 1;
                    while (left < right) {
					//防溢出
                        long sum = nums[i] + nums[j];
                        sum += nums[left] + nums[right];
                        if (sum > target) {
                            right--;
                        } else if (sum < target) {
                            left++;
                        } else {
                            res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                            while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                                right--;
                            }
                            while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                                left++;
                            }
                            left++;
                            right--;

                        }
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}