两数之和，三数之和，最接近的三数之和，四数之和

LeetCode有一系列做法套路相同的题目，N数之和就可以算一个

两数之和

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

第一个解决办法，简单暴力，堆for循环就是，但是，既然在做LeetCode，肯定不能这样做啊

第二个就是开辟额外的空间来存储之前出现过的元素，如果之前当前遍历到的数字和存储的数字其中一个能够相加等于target，那么返回两个数的下标。

public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if(map.containsKey(target-nums[i]))
                return new int[] {map.get(target-nums[i]),i};
            map.put(nums[i], i);
        }
        return new int[] {0,0};
    }

三数之和

给定一个包含 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 ？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。

例如, 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]
]

第一暴力就不多说了。

第二，这道题有一个很需要考虑的地方，就是要去重，我刚开始就是卡在这里，因为我习惯性的思维就是想把所有的答案找出来，然后再从结果集里面去重，后来才发现这样想着简单但是实现起来也不容易，因为答案有三个数，判断三个数重复又是很麻烦的事情，直到看到评论区大佬的代码，茅塞顿开，采用三指针，判断后面两个指针与第一个指针所指的元素的和是否等于target就行，但是这样带来一个问题，因为数据是大小分布不均的，那么根据什么条件判断指针的移动呢，这里就得多出一个排序的时间，先将nums排序然后再根据后面两个指针的和跟target的大小关系来移动指针，同时，需要判断指针前后的元素是否相同，是则跳过。从而达到去重的目的。

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        if(nums.length<3)
            return ans;
        for(int i = 0;i < nums.length-2;i++){
            if(nums[i]>0)
                return ans;
            if(i>0&&nums[i-1]==nums[i])
                continue;
            for(int j = i+1,k = nums.length-1;j<k;){
                if(j>i+1&&nums[j-1]==nums[j]){
                    j++;
                    continue;
                }
                if(k<nums.length-1&&nums[k+1]==nums[k]){
                    k--;
                    continue;
                }
                int t = nums[i]+nums[j]+nums[k];
                //stem.out.println(t);
                if(t<0)
                    j++;
                else if(t>0)
                    k--;
                else if(t==0){
                    List<Integer> l = new ArrayList<>();
                    l.add(nums[i]);
                    l.add(nums[j++]);
                    l.add(nums[k--]);
                    ans.add(l);
                    
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}

最接近的三数之和

给定一个包括 n 个整数的数组 nums 和 一个目标值 target。找出 nums 中的三个整数，使得它们的和与 target 最接近。返回这三个数的和。假定每组输入只存在唯一答案。

例如，给定数组 nums = [-1，2，1，-4], 和 target = 1.

与 target 最接近的三个数的和为 2. (-1 + 2 + 1 = 2).

跟三数之和差不多的原理，相当于求三数之和和target之差的绝对值的最小值

public class Solution16 {
    public static int threeSumClosest(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        int ans = nums[0]+nums[1]+nums[2];
        for (int i = 0; i < nums.length-2; i++) {
            if(i>0&&nums[i-1]==nums[i])//重复就跳过
                continue;
            //双指针
            int l = i+1;
            int r = nums.length-1;
            while(l<r) {
                int t = nums[i]+nums[l]+nums[r];
                if(Math.abs(t-target)<Math.abs(ans-target))
                    ans = t;
                if(t>target)
                    r--;
                else if(t<target)
                    l++;
                else 
                    return target;//等于直接返回
                if(l>i+1&&nums[l-1]==nums[l])
                    l++;
                if(r<nums.length-1&&nums[r+1]==nums[r])
                    r--;
                    
            }
        }
        return ans;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1,1,-1,-1,3};
        System.out.println(threeSumClosest(nums, 3));;
    }
}

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]
]

我的办法就是由三数之和改进的做法，将第一个数固定，然后判断这个数后面是否有三数之和。。去重策略也一样。

先挖个坑在这，回去研究研究，有别的办法再补上

package com.mine.leetcode;
import java.util.*;
public class Solution18 {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
         Arrays.sort(nums);//先排序
         List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
         if(nums==null||nums.length==0)
             return ans;
         for(int i = 0;i < nums.length-3;i++) {
            if(i>0&&nums[i-1]==nums[i])//去重
                 continue;
             ans.addAll(exitThreeSum(nums,i,target-nums[i]));//找寻此数后面有没有等于target-自己的数组
         }
         return ans;
     }
     public List<List<Integer>> exitThreeSum(int[] nums,int start,int target) {
         //三数之和的改进
            List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
            for(int i = start+1;i < nums.length-2;i++){
                if(i>start+1&&nums[i-1]==nums[i])//去重
                    continue;
                for(int j = i+1,k = nums.length-1;j<k;){
                    if(j>i+1&&nums[j-1]==nums[j]){//去重
                        j++;
                        continue;
                    }
                    if(k<nums.length-1&&nums[k+1]==nums[k]){//去重
                        k--;
                        continue;
                    }
                    int t = nums[i]+nums[j]+nums[k];
                    if(t<target)
                        j++;
                    else if(t>target)
                        k--;
                    else if(t==target){
                        List<Integer> l = new ArrayList<>();
                        l.add(nums[start]);
                        l.add(nums[i]);
                        l.add(nums[j++]);
                        l.add(nums[k--]);
                        ans.add(l);
                        
                    }
                }
            }
            return ans;
     }
}

 最后，我的LeetCode做题记录：https://github.com/Yintianhao/AlgorithmPractice