18. 四数之和

知乎ID: 码蹄疾 
码蹄疾，毕业于哈尔滨工业大学。 
小米广告第三代广告引擎的设计者、开发者； 
负责小米应用商店、日历、开屏广告业务线研发；
主导小米广告引擎多个模块重构； 
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题目

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]
]

分析

三个数之和转化为2个数之和来做，那四个数之和转化为3个数之和来做即可。
先看下三个数之和等于0的代码：

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (nums.length < 3) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            //相同，跳过
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int l = i + 1;
            int r = nums.length - 1;
            while (l < r) {
                int sum = nums[i] + nums[l] + nums[r];
                if (sum == 0) {
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[l], nums[r]));
                   //相同，跳过
                    while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) l++;
                    while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) r--;
                    l++;
                    r--;
                } else if (sum < 0) {
                    l++;
                } else {
                    r--;
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

那么四个数无非就是加一层for循环，值得注意的是，四个数中，第一个数、第三个数、第四个数的去重处理可以直接照搬上面的代码，加一下第二个数的去重处理即可。

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (nums.length < 4) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                //第二个数的去重处理
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                int l = j + 1;
                int r = nums.length - 1;
                while (l < r) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[l] + nums[r];
                    if (sum == target) {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]));
                        while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) l++;
                        while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) r--;
                        l++;
                        r--;
                    } else if (sum < target) {
                        l++;
                    } else {
                        r--;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

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