[多数之和]

[15. 三数之和]

给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 *a，b，c ，*使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有满足条件且不重复的三元组。

**注意：**答案中不可以包含重复的三元组。

基本都是暴力+剪枝优化

示例：

给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为：
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<List<Integer>>();
        // 枚举 a
        for (int first = 0; first < n-2; ++first) {
            // 需要和上一次枚举的数不相同
            if (first > 0 && nums[first] == nums[first - 1]) {
                continue;
            }
            // c 对应的指针初始指向数组的最右端
            int third = n - 1;
            int target = -nums[first];

            //算出和的最小值，如果最小值大于目标值，则break；
            if(target < nums[first+1]+nums[first+2]){
                break;
            }
            //算出和的最大值，如果最大值小于目标值，则continue；
            if(target > nums[n-1]+nums[n-2]){
                continue;
            }

            // 枚举 b
            for (int second = first + 1; second < n; ++second) {
                // 需要和上一次枚举的数不相同
                if (second > first + 1 && nums[second] == nums[second - 1]) {
                    continue;
                }
                // 需要保证 b 的指针在 c 的指针的左侧
                while (second < third && nums[second] + nums[third] > target) {
                    --third;
                }
                // 如果指针重合，随着 b 后续的增加
                // 就不会有满足 a+b+c=0 并且 b<c 的 c 了，可以退出循环
                if (second == third) {
                    break;
                }
                if (nums[second] + nums[third] == target) {
                    List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
                    list.add(nums[first]);
                    list.add(nums[second]);
                    list.add(nums[third]);
                    ans.add(list);
                }
            }
        }
        return ans;
    }

[18. 四数之和]

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：

给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。

满足要求的四元组集合为：
[
  [-1,  0, 0, 1],
  [-2, -1, 1, 2],
  [-2,  0, 0, 2]
]

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums,int target){
        /*定义一个返回值*/
        List<List<Integer>> result=new ArrayList<>();
        /*当数组为null或元素小于4个时，直接返回*/
        if(nums==null||nums.length<4){
            return result;
        }
        /*对数组进行从小到大排序*/
        Arrays.sort(nums);
        /*数组长度*/
        int length=nums.length;
        /*定义4个指针k，i，j，h  k从0开始遍历，i从k+1开始遍历，留下j和h，j指向i+1，h指向数组最大值*/
        for(int k=0;k<length-3;k++){
            /*当k的值与前面的值相等时忽略*/
            if(k>0&&nums[k]==nums[k-1]){
                continue;
            }
            /*获取当前最小值，如果最小值比目标值大，说明后面越来越大的值根本没戏*/
            int min1=nums[k]+nums[k+1]+nums[k+2]+nums[k+3];
            if(min1>target){
                break;
            }
            /*获取当前最大值，如果最大值比目标值小，说明后面越来越小的值根本没戏，忽略*/
            int max1=nums[k]+nums[length-1]+nums[length-2]+nums[length-3];
            if(max1<target){
                continue;
            }
            /*第二层循环i，初始值指向k+1*/
            for(int i=k+1;i<length-2;i++){
                /*当i的值与前面的值相等时忽略*/
                if(i>k+1&&nums[i]==nums[i-1]){
                    continue;
                }
                /*定义指针j指向i+1*/
                int j=i+1;
                /*定义指针h指向数组末尾*/
                int h=length-1;
                /*获取当前最小值，如果最小值比目标值大，说明后面越来越大的值根本没戏，忽略*/
                int min=nums[k]+nums[i]+nums[j]+nums[j+1];
                if(min>target){
                    break;
                }
                /*获取当前最大值，如果最大值比目标值小，说明后面越来越小的值根本没戏，忽略*/
                int max=nums[k]+nums[i]+nums[h]+nums[h-1];
                if(max<target){
                    continue;
                }
                /*开始j指针和h指针的表演，计算当前和，如果等于目标值，j++并去重，h--并去重，当当前和大于目标值时h--，当当前和小于目标值时j++*/
                while (j<h){
                    int curr=nums[k]+nums[i]+nums[j]+nums[h];
                    if(curr==target){
                        result.add(Arrays.asList(nums[k],nums[i],nums[j],nums[h]));
                        j++;
                        while(j<h&&nums[j]==nums[j-1]){
                            j++;
                        }
                        h--;
                        while(j<h&&i<h&&nums[h]==nums[h+1]){
                            h--;
                        }
                    }else if(curr>target){
                        h--;
                    }else {
                       j++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
}