18.四数之和——学习笔记

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 < 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]]

示例2：

输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]

提示：

• 1 <= nums.length <= 200
• -$10^9$ <= nums[i] <= $10^9$
• -$10^9$ <= target <= $10^9$

题目来源：力扣（LeetCode）链接

题解：

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        int n = nums.length;
        //res集合用来存放结果
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        //对数组进行排序，从小到大
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            //如果target<0，判断此时排序后的数组的最左边的元素(最小值)是否大于0，如果大于0，直接返回此时的res
            //如果target>0，判断此时排序后的数组的最右边的元素(最大值)是否小于0，如果小于0，直接返回此时的res
            if ((target < 0 && nums[i] > 0) || (target > 0 && nums[n - 1] < 0)) {
                return res;
            }
            //对四元里面的第一个元素进行去重，如果本次的数值与上次数值一样则直接跳过本次循环
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            //第二个元素直接从第一个元素下一位置开始遍历
            for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
                //对四元里面的第二个元素进行去重，如果本次的数值与上次数值一样则直接跳过本次循环
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                //定义双指针分别指向第二个元素的下一元素和数组的最后一个元素
                int left = j + 1;
                int right = n - 1;
                while (left < right) {
                    //计算四个元素之和
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    //如果sum>target，说明第四个元素太大，此时right左移
                    if (sum > target) {
                        right--;
                    //如果sum<target，说明第三个元素太小，此时left右移
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    //如果sum=0，符合题意，把四个元素存起来
                    } else {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        //存起来后对第四个元素进行去重
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        //存起来后对第三个元素进行去重
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        //while循环结束时，nums[left]=第三个元素，nums[right]=第四个元素，需要在移动一次指针
                        right--;
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}