根据给定的某个Sum,从数组中找出4个和为该Sum(四个数的和)

本文介绍了一种方法来解决给定整数数组中寻找四个元素之和等于目标值的问题,确保解集不包含重复的四元组,并且元素按非降序排列。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

原题

  Given an array S of n integers, are there elements a, b, c, and d in S such that a + b + c + d = target? Find all unique quadruplets in the array which gives the sum of target. 
  Note: 
  Elements in a quadruplet (a,b,c,d) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c ≤ d) 
  The solution set must not contain duplicate quadruplets.

   For example, given array S = {1 0 -1 0 -2 2}, and target = 0.

    A solution set is:
    (-1,  0, 0, 1)
    (-2, -1, 1, 2)
    (-2,  0, 0, 2)
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6

题目大意

  给定一个整数数组,找出a + b + c + d = target的唯一解。 

解题思路

  先确定a和d的两个数,对于a和d两个数,不能同时重复使用。然后再确定b和c,同样这两个数也不能同时重复使用。找出所有满足条件的解,同时可以保证解不重复。 

#include <stdio.h>
#include <vector>

int Partition(int *v, const int low, const int high)
{
    if (v == NULL || low > high) {
        return -1;
    }
    int i = low;
    int j = high;
    int pivot = v[i];
    while (i < j) {
        while (i < j && pivot < v[j]) {
            --j;
        }
        if (i < j) {
            v[i++] = v[j];
        }
        while (i < j && pivot > v[i]) {
            ++i;
        }
        if (i < j) {
            v[j--] = v[i];
        }
    }
    v[i] = pivot;
    return i;
}

void QuickSort(int *v, const int low, const int high)
{
    if (v == NULL || low > high) {
        return ;
    }
    if (low < high) {
        int pivot = Partition(v, low, high);
        QuickSort(v, low, pivot - 1);
        QuickSort(v, pivot + 1, high);
    }
}

bool Func(int *v, const int len, const int sum, std::vector<std::vector<int> > &vec)
{
    bool ret = false;
    if (v == NULL || len < 4) {
        return ret;
    }

    QuickSort(v, 0, len - 1);

    // 第一个加数
    for (int i = 0; i < len - 3; ++i) {
        // 第一个加数使用不能重复
        if (i > 0 && v[i] == v[i - 1]) {
            continue;   
        }

        // 第二个加数
        for (int j = len - 1; j > i + 2; --j) {
            // 第二个加数使用不能重复
            if (j < len - 1 && v[j] == v[j + 1]) {
                continue;
            }

            // 第三个加数
            int start = i + 1;
            // 第四个加数
            int end = j - 1;
            int n = sum - v[i] - v[j];
            while (start < end) {
                if (v[start] + v[end] == n) {
                    std::vector<int> vecs;
                    vecs.push_back(v[i]);
                    vecs.push_back(v[start]);
                    vecs.push_back(v[end]);
                    vecs.push_back(v[j]);
                    vec.push_back(vecs);
                    // 保证再次使用第二个数不重复
                    do {
                        ++start;
                    } while (start < end && v[start] == v[start - 1]);

                    // 保证再次使用第三个数不重复
                    do {
                        --end;
                    } while (start < end && v[end] == v[end + 1]);
                } else if (v[start] + v[end] < n) {
                    // 保证再次使用第二个数不重复
                    do {
                        ++start;
                    } while (start < end && v[start] == v[start - 1]);
                } else {
                    // 保证再次使用第三个数不重复
                    do {
                        --end;
                    } while (start < end && v[end] == v[end + 1]);
                }
            } // end while
        } // end j
    } // end i
    return ret;
}

int main()
{
    int v[] = {1,3,5,7,9,0,8,6,4,2};
    const int len = sizeof(v) / sizeof(v[0]);
    int sum = 10;
    std::vector<std::vector<int> > vec;
    Func(v, len, sum, vec);
    QuickSort(v, 0, len - 1);
    for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        std::vector<int> vecs = vec[i];
        for (int j = 0; j < vecs.size(); ++j) {
            printf("%d ", vecs.at(j));
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

[root@agan tmall]# g++ -o sum sum.cc 
[root@agan tmall]# ./sum
0 1 2 7 
0 1 3 6 
0 1 4 5 
0 2 3 5 
1 2 3 4
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