LeetCode 18 - 4Sum

一、问题描述

Description:

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:

• Elements in a quadruplet (a,b,c,d) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c ≤ d)
• 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)

给定一个包含 n 个整数的数组，以及一个目标整数 target，找出其中所有和等于 target 的四元组。

注意：

• 每个四元组中的4个数按大小顺序排列，a ≤ b ≤ c ≤ d 。
• 返回的四元组不能重复。

二、解题报告

K sum 是一类问题，在《LeetCode 15 - 3Sum》中说到：3Sum可以通过先固定一个数，从而转化为2Sum。

同理，4sum 也可以先固定一个数，转化成3sum问题；然后再固定一个数，最后也就是解决一个2sum的问题。

下面直接上代码：O(n3)

class Solution {
    vector<vector<int>> res;
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        if(nums.size() < 4)
            return res;
        sort(nums.begin(), nums.end());   // 排序
        for(int i=0; i<nums.size()-3; ++i) {
            if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) // 相等的跳过
                continue;
            threeSum(nums, i+1, nums[i], target);
        }
        return res;
    }

    void threeSum(vector<int>& nums, int p, int first, int target) {
        for(int i=p; i<nums.size()-2; ++i) {
            if(i>p && nums[i]==nums[i-1]) // 相等的跳过
                continue;
            twoSum(nums, i+1, nums.size()-1, first, nums[i], target);
        }
    }


    void twoSum(vector<int>& nums, int begin, int end, int first, int second, int target) {
        int i = begin;  // 头指针
        int j = end;    // 尾指针
        while(i < j) {
            if(first+second+nums[i]+nums[j]==target) {
                vector<int> v;
                v.push_back(first);
                v.push_back(second);
                v.push_back(nums[i]);
                v.push_back(nums[j]);
                res.push_back(v);
                while(i<j && nums[i]==nums[i+1]) 
                    ++i;  // 相等的跳过
                while(i<j && nums[j]==nums[j-1]) 
                    --j;  // 相等的跳过
                ++i;
                --j;
            }
            else if(first+second+nums[i]+nums[j]<target)
                ++i;
            else
                --j;
        }
    }
};

LeetCode答案源代码：https://github.com/SongLee24/LeetCode