哈希表——8.力扣题目：18. 四数之和

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解析：（双指针，不使用哈希表）

题目要求：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）

示例 1：

输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]

大体思路：这道题比上一题三数之和，多了一个数，是四数之和。其实就是在三数之和上再套一层for循环。对数组进行遍历，每次遍历下计算三数之和。同样的道理五数之和就是再加一层for循环。

具体做法，先对数组进行升序排序

第一层for循环，nums[i]是每次for循环的元素，在第一个数确认是num[i]下，找剩下三个数的所有可能的答案。（这里注意如果nums[i]>0并且nums[i]>target，就直接返回res，因为num[i]>0说明是num[i]往后正数，num[i]>target说明四个数而且是正数加起来一定大于target）

第二层for循环，j从num[i]后面一位也就是i+1开始迭代，在第二个数确认是num[j]下，找剩下两个数所有的可能的答案。

上面两个数，都要注意去重。就是去除已经变遍历过的而且值一样的。注意必须是确定这个值已经遍历过了，而且值相同，所以是nums[i]和nums[i-1]比较，nums[j] 和 nums[j-1]比较。nums[i-1]和nums[j-1]肯定是已经遍历过的。

剩下两个数所有的可能的答案，就是使用双指针去找。和三数之和那题一样。

定义left指向j的后一位，定义right指向最后一位

对遍历到的四个数求和：sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];

如果sum < target; 说明偏小了，需要调大一点，left后移一位，left++

如果sum > target; 说明偏大了，需要调小一点，right前移一位，right–

如果sum == target；说明找到了一个结果，添加入res。但是要注意去重，因为答案不可以重复，所以这里需要去重，判断left+1位置的值和left位置的值是否相等，相等则left后移一位，并且继续判断（所以使用while），同样对right判断right-1位置的值和right位置的值是否相等，相等则right前移一位并且继续判断。

去重的核心思路：已经将该四元组答案添加进res中后，一直按照上述移动到不重复为止。

同样在去重过程中，需要关注左右指针不可以越界，使用left<right作为每次去重前提条件即可。

注意点：有一个边界条件和三数之和不同

三数之和是和0比较的，三数之和只要第一个数大于0，就可以直接结束程序。因为后面越加越大，肯定>0.

和三数之和不同，四数之和和target比较，仅仅满足num[i] > target还不足以结束程序，因为如果num[i]是负数，num[i]后面的也是负数，负数越加越小。所以还要满足num[i] > 0 ，即num[i]以及num[i]往后的是正数才行

代码：

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] > 0 && nums[i] > target) return res;
            if (i >= 1 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (j >= i + 2 && nums[j] == nums[j - 1]) continue;
                int left = j + 1, right = nums.length - 1;
                while (left < right) {
                    long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum < target) left++;
                    else if (sum > target) right--;
                    else {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}