【LeetCode】18. 4Sum（C++）

最新推荐文章于 2020-10-06 16:07:27 发布

Ethan95

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分类专栏： LeetCode

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本文深入探讨了LeetCode上四数之和问题的解决方案，通过对比两种C++实现方式，详细讲解了如何通过优化减少重复计算，提高算法效率。

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地址：https://leetcode.com/problems/4sum/

题目：

Given an array nums of n integers and an integer target, are there elements $a, b, c$ , and $d$ in nums such that $a + b + c + d =$ target? Find all unique quadruplets in the array which gives the sum of target.

Note:
The solution set must not contain duplicate quadruplets.

Example:
在这里插入图片描述

理解：

和前面的3sum很相似。不同的就是多一层循环。

实现：

仿照着3sum写了一版，同一版代码跑出了56ms和24ms

class Solution {
public:
	vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
		vector<vector<int>> res;
		if (nums.empty()) return res;
		sort(nums.begin(), nums.end());
		for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
			for (int j = i + 1; j < nums.size(); ++j) {
				int target2 = target - nums[i] - nums[j];
				int l = j + 1, r = nums.size() - 1;
				while (l < r) {
					int left = nums[l];
					int right = nums[r];
					if (nums[l] + nums[r] > target2) {
						while (l < r&&nums[r] == right) --r;
					}
					else if (nums[l] + nums[r] < target2) {
						while (l < r&&nums[l] == left) ++l;
					}
					else {
						res.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
						while (l < r&&nums[l] == left) ++l;
						while (l < r&&nums[r] == right) --r;
					}
				}
				while (j + 1 < nums.size() && nums[j + 1] == nums[j]) ++j;
			}
			while (i + 1 < nums.size() && nums[i + 1] == nums[i]) ++i;
		}
		return res;
	}
};

看了submission里有一种8ms的方法，针对现在的方法做了一些优化，感觉挺好的。
大概思路就是

如果循环到了目前的位置，最近的四个元素之和都大于target的话，后面的肯定更大，直接break；
如果目前位置最前和最后的和小于target，说明后面更新的肯定更小，直接continue就可以了，避免重复计算
没有的话，就说明前四个之和小于target，但是首尾之和大于target，中间可能存在等于的。再寻找

按这个思路优化，代码如下：

class Solution {
public:
	vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
		vector<vector<int>> res;
		if (nums.empty()) return res;
        int n=nums.size();
		sort(nums.begin(), nums.end());
		for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            if(nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target) break;
            if(nums[i]+nums[n-1]+nums[n-2]+nums[n-3]<target) continue;
			for (int j = i + 1; j < nums.size(); ++j) {
                if(nums[i]+nums[j]+nums[j+1]+nums[j+2]>target) break;
                if(nums[i]+nums[j]+nums[n-1]+nums[n-2]<target) continue;
				int target2 = target - nums[i] - nums[j];
				int l = j + 1, r = nums.size() - 1;
				while (l < r) {
					int left = nums[l];
					int right = nums[r];
					if (nums[l] + nums[r] > target2) {
						while (l < r&&nums[r] == right) --r;
					}
					else if (nums[l] + nums[r] < target2) {
						while (l < r&&nums[l] == left) ++l;
					}
					else {
						res.push_back(vector<int>{nums[i], nums[j], nums[l], nums[r]});
						while (l < r&&nums[l] == left) ++l;
						while (l < r&&nums[r] == right) --r;
					}
				}
				while (j + 1 < nums.size() && nums[j + 1] == nums[j]) ++j;
			}
			while (i + 1 < nums.size() && nums[i + 1] == nums[i]) ++i;
		}
		return res;
	}
};