18_4sum

18. 四数之和 中等

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意：答案中不可以包含重复的四元组。

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 = [], target = 0
输出：[]

提示：

• 0 <= nums.length <= 200
• -109 <= nums[i] <= 109
• -109 <= target <= 109

代码参考：

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
)

func main() {
    fmt.Println(fourSum([]int{1, 0, -1, 0, -2, 2}, 0)) // [[-2 -1 1 2] [-2 0 0 2] [-1 0 0 1]]
    fmt.Println(fourSum([]int{-3, 0, 0, 1, 2,}, 0))    // [[-3 0 1 2]]
    fmt.Println(fourSum([]int{0, 0, 0, 0}, 0))         // [[0 0 0 0]]
}

//
// N 数之和的本质是，在有序数组内，寻找 N 个数的和恰好是 S
// 解决办法还是 3sum 3sum_closest 的双指针法，不过需要外部 N-2 层循环，内部双指针循环即可
// 注意双指针在遍历时外部所有循环要去重，指针移动时也要去重
//
func fourSum(nums []int, target int) [][]int {
    sort.Ints(nums)
    n := len(nums)
    var res [][]int

    for i := 0; i < n-1; i++ {
        if i > 0 && nums[i] == nums[i-1] { // 去重1
            continue
        }
        for j := i + 1; j < n; j++ {
            if j > i+1 && nums[j] == nums[j-1] { // 去重2    // 注意条件：j>i+1 与 i>0 相同都是为了排除第一个相同数
                continue
            }
            head, tail := j+1, n-1
            for head < tail {
                sum := nums[i] + nums[j] + nums[head] + nums[tail]
                switch {
                case sum < target: // 向后走
                    head++
                case sum > target: // 向前走
                    tail--
                case sum == target: // 向前向后走
                    res = append(res, []int{nums[i], nums[j], nums[head], nums[tail]})
                    // 去重3：注意 for 循环条件的判断，避开死循环
                    for head < tail && nums[head] == nums[head+1] {
                        head++
                    }
                    for head < tail && nums[tail] == nums[tail-1] {
                        tail--
                    }
                    head++
                    tail--
                }
            }
        }
    }
    return res
}