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Python|Leetcode《1995》|统计特殊四元组

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一、题目描述

  • 题目:统计特殊四元组
  • 难度:简单
  • 描述:给你一个 下标从 0 开始 的整数数组 nums ,返回满足下述条件的 不同 四元组 (a, b, c, d) 的 数目 :
    • nums[a] + nums[b] + nums[c] == nums[d]
    • a < b < c < d
  • 示例1

输入:nums = [1,2,3,6]
输出:1
解释:满足要求的唯一一个四元组是 (0, 1, 2, 3) 因为 1 + 2 + 3 == 6 。

  • 示例2

输入:nums = [1,1,1,3,5]
输出:4
解释:满足要求的 4 个四元组如下:
(0, 1, 2, 3): 1 + 1 + 1 == 3
(0, 1, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5
(0, 2, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5
(1, 2, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5

  • 示例3

输入:nums = [3,3,6,4,5]
输出:0
解释:[3,3,6,4,5] 中不存在满足要求的四元组。

提示:

  • 4 <= nums.length <= 50
  • 1 <= nums[i] <= 100

二、题目解析

本题给出的难度为一道简单题,其简单的原因在于题目中提示给出的范围较小,我们使用暴力法(枚举)四个循环能够解决问题,但是这样的时间复杂度显然过高,因此尝试使用另一种解题思路——统计两数之和。
题目中给出的算式是一个四元组,因此我们可以尝试将其分为两部分,一部分为nums[a]+nums[b],另一部分为num[d]-num[c],此时的过程如下:

  1. 确定四个索引能够取到的范围(n为nums的长度):
    a:(0,n-4)
    b:(1,n-3)
    c:(2,n-2)
    d:(1,n-1)
  2. 得到所有的对于固定的b值考虑当前所有nums[a]+nums[b]的情况;
  3. 对于所有2的情况,考虑c和d出现的情形(固定索引c的值为b+1,从b+2开始到n-1遍历d的值);
  4. 通过步骤2、3的结合即可得到所有情况,计算满足条件的次数即可。
    每次操作的范围如下(结合代码注释看更容易理解):
    在这里插入图片描述

三、解题代码

解法(一)
暴力解法

class Solution:
    def countQuadruplets(self, nums: List[int]) -> int:
        n = len(nums)
        res = 0
        for a in range(n - 3):
            for b in range(a + 1, n - 2):
                for c in range(b + 1, n - 1):
                    for d in range(c + 1, n):
                        if nums[a] + nums[b] + nums[c] == nums[d]:
                            res += 1
        return count

解法(二)
统计两数之和(解析中的解法)

class Solution:
    def countQuadruplets(self, nums: List[int]) -> int:
        ct, res, n = Counter(), 0, len(nums)
        # 首先固定b的位置
        for b in range(1, n - 2):
            # 对于b的位置,每一个前面的位置都能够当作是a
            for a in range(b):
                # 计算a和b的加和,出现相同的和讲该位置的结果+1(Counter可以了解一下)
                ct[nums[a] + nums[b]] += 1
            # 每次固定c的位置为b+1,从b+2开始寻找d
            for d in range(b + 2, n):
                # 找到d-c的位置,有记录则加记录数,没有则加0
                res += ct[nums[d] - nums[b + 1]]
        return res
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