18. 四数之和

题目描述

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

解法一：排序 + 双指针

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func fourSum(nums []int, target int) [][]int {
    if len(nums) < 4 {
        return [][]int{}
    }
    sort.Ints(nums)
    n := len(nums)
    var ans [][]int
    for i := 0; i < n-3; i++ {// 确定第一个数
        // 剪枝
        if nums[i]+nums[n-3]+nums[n-2]+nums[n-1] < target {
            continue
        }
        // 剪枝
        if nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3] > target {
            break
        }
        if i == 0 || nums[i] != nums[i-1] {
            // 确定第二个数
            for j := i + 1; j < n-2; j++ {
                // 剪枝
                if nums[i]+nums[j]+nums[n-1]+nums[n-2] < target {
                    continue
                }
                // 剪枝
                if nums[i]+nums[j]+nums[j+1]+nums[j+2] > target {
                    break
                }
                if j == i+1 || nums[j] != nums[j-1] {
                    // 使用双指针确定第三/四个数
                    left, right := j+1, n-1
                    for left < right {
                        if left == j+1 || nums[left] != nums[left-1] {
                            sum := nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right]
                            if sum == target {
                                ans = append(ans, []int{nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]})
                                left++
                                right--
                            } else if sum < target {
                                left++
                            } else {
                                // sum > target
                                right--
                            }
                        } else {
                            left++
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    return ans
}