【Leetcode刷题记录】18.四数之和

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 。

这道题的解题思路和15. 三数之和是类似的，或者说就是三数之和。首先对数组nums进行排序，遍历数组中的元素nums[i]将其作为潜在的四元组的第一个元素，那么对于nums[i]后面的所有元素，可以看做另一个数组tempnums,在数组tempnums中寻找不重复的三元组使其满足tempnums[a]+tempnums[b]+tempnums[c]==target-nums[i]，那么这不就是15. 三数之和吗？
代码

vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
    sort(nums.begin(), nums.end());
    int n = nums.size();
    vector<vector<int>> res;
    for (int i = 0; i < n - 3; i++) {
        if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i])
            continue;
        for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
            if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1])
                continue;
            int l = j + 1, r = n - 1;
            while (l < r) {
                long sum = static_cast<long>(nums[i]) + nums[j] + nums[l] +
                    nums[r]; // 防止溢出
                if (sum < target) {
                    l += 1;
                } else if (sum > target) {
                    r -= 1;
                } else {
                    res.push_back({nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
                    // 去重
                    while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
                        l += 1;
                    }
                    while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
                        r -= 1;
                    }
                    l += 1;
                    r -= 1;
                }
            }
        }
    }
    return res;
}

同样的，这里还有类似的提前终止条件，也就是：

1. 最小值大于目标值，跳出循环
2. 最大值小于目标值，跳过本次循环

完善后的代码如下：

vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
    sort(nums.begin(), nums.end());
    int n = nums.size();
    vector<vector<int>> res;
    for (int i = 0; i < n - 3; i++) {
        if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i])
            continue;
        // 提前终止
        if ((long)nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] >
            target)
            break;
        if ((long)nums[i] + nums[n - 3] + nums[n - 2] + nums[n - 1] <
            target)
            continue;
        for (int j = i + 1; j < n - 2; j++) {
            if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1])
                continue;
            // 提前终止
            if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] >
                target)
                break;
            if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[n - 2] + nums[n - 1] <
                target)
                continue;
            int l = j + 1, r = n - 1;
            while (l < r) {
                long sum = static_cast<long>(nums[i]) + nums[j] + nums[l] +
                    nums[r]; // 防止溢出
                if (sum < target) {
                    l += 1;
                } else if (sum > target) {
                    r -= 1;
                } else {
                    res.push_back({nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
                    // 去重
                    while (l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
                        l += 1;
                    }
                    while (l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
                        r -= 1;
                    }
                    l += 1;
                    r -= 1;
                }
            }
        }
    }
    return res;
}