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题目描述

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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 。

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]]

示例 2：

输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]

提示：

• 1 <= nums.length <= 200
• -109 <= nums[i] <= 109
• -109 <= target <= 109

涉及知识点

这是一道中等难度题目，与前面的三数之和有差不多的思路。很明显，直接for循环的暴力解法是超时的，但是对于这种我们想到的还是优化。参考三数之和的思路，我们依然可以通过使用双指针的方式来解决这道题目。

参考三数之和的解法，我们需要了解的知识点如下：

• 数组是存储在连续内存空间的相同类型数据的集合
• 数组下标都是从0开始
• 数组在内存空间的地址都是连续的

那么根据题目，我们可以提炼的关键点：

• 满足四数之和等于target
• 不重复

题目解答

Java题解一

思路分析

使用双指针法，即首先对数组排序，然后利用双指针的移动来找出满足条件的值（一共是四个指针，两个用来遍历的定指针）。具体思路如下：

• 首先排序，方便去重
• 第一个定指针 i，用来遍历（注意去重）
• 第二个定指针 j，用来遍历（注意去重）
• 开始使用双指针
• 然后是双指针的左右指针i和j，左指针i在k的后面，右指针j在数组最右边
• 在左右指针不交叉的情况下，左指针右移，右指针左移
• 满足条件加入List集合；不满足的话，移动固定指针后，重复上面步骤

代码实现如下

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {

        //双指针
           List<List<Integer>> res  =  new ArrayList<>(); 

        Arrays.sort(nums); // 排序，方便去重

        for(int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {    //第一个定指针
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) {
                continue; // 去重
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) { // 第二个定指针
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j-1]) {
                    continue;  //去重
                } 
                int left = j + 1; //左指针
                int right = nums.length - 1; //右指针
                while (left < right) { //满足左指针小于右指针
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right]; //sum求四数之和
                    if (sum == target) { //满足条件
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));

                        // 跳过重复
                        while(left < right && nums[left+1] == nums[left]) 
                            left++; 
                        while (left < right && nums[right-1] == nums[right]) 
                            right--;

                        // 左指针右移
                        left++;
                        // 右指针左移
                        right--;
                    } else if (sum > target) { //如果和比目标值大，移动右指针
                        right--;
                    } else { // 如果和比目标值小，移动左指针
                        left++;
                    }
                }
            }
        }

        return res;
    }
}