day04

1. 两数之和

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题目

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

示例 1：

输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
输出：[0,1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。

示例 2：

输入：nums = [3,2,4], target = 6
输出：[1,2]

示例 3：

输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

提示：

2 <= nums.length <= 10^4
-10^9 <= nums[i] <= 10^9
-10^9 <= target <= 10^9
只会存在一个有效答案

思路

代码实现

/**
 * https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/
 *
 * @author xiexu
 * @create 2022-02-10 10:31 AM
 */
public class _1_两数之和 {

    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        int[] res = new int[2];
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return res;
        }
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int temp = target - nums[i];
            if (map.containsKey(temp)) {
                res[1] = i;
                res[0] = map.get(temp);
            }
            map.put(nums[i], i);
        }
        return res;
    }

}

454. 四数相加 II

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题目

给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ，数组长度都是 n，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：

• 0 <= i, j, k, l < n
• nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0

示例 1：

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2]
输出：2
解释：
两个元组如下：
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

示例 2：

输入：nums1 = [0], nums2 = [0], nums3 = [0], nums4 = [0]
输出：1

提示：

n == nums1.length
n == nums2.length
n == nums3.length
n == nums4.length
1 <= n <= 200
-2^28 <= nums1[i], nums2[i], nums3[i], nums4[i] <= 2^28

思路

• 我们以存 AB 两数组之和为例。首先求出 A 和 B 任意两数之和 sumAB，以 sumAB 为 key，sumAB 出现的次数为 value，存入 hashmap 中。
• 然后计算 C 和 D 中任意两数之和的相反数 sumCD，在 hashmap 中查找是否存在 key 为 sumCD。

代码实现

/**
 * https://leetcode-cn.com/problems/4sum-ii/
 *
 * @author xiexu
 * @create 2022-02-10 8:07 PM
 */
public class _454_四数相加_II {

    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {
                int sumAB = nums1[i] + nums2[j];
                if (map.containsKey(sumAB)) {
                    map.put(sumAB, map.get(sumAB) + 1);
                } else {
                    map.put(sumAB, 1);
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {
                int sumCD = -(nums3[i] + nums4[j]);
                if (map.containsKey(sumCD)) {
                    res += map.get(sumCD);
                }
            }
        }
        return res;
    }

}

15. 三数之和

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题目

给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]

示例 2：

输入：nums = []
输出：[]

示例 3：

输入：nums = [0]
输出：[]

提示：

0 <= nums.length <= 3000
-10^5 <= nums[i] <= 10^5

思路

• 特判，对于数组长度 n，如果数组为 null 或者数组长度小于 3，返回 [ ]。
• 对数组进行排序。
• 遍历排序后数组：
  • 若 nums[i] > 0：因为已经排序好，所以后面不可能有三个数加和等于 00，直接返回结果。
  • 对于重复元素：跳过，避免出现重复解
  • 令左指针 left=i+1 ，右指针 right = n − 1，当 left < right 时，执行循环：
    • 当 nums[i] + nums[L] + nums[R] == 0，执行循环，判断左界和右界是否和下一位置重复，去除重复解。并同时将 L , R 移到下一位置，寻找新的解
    • 若和大于 0，说明 nums[right] 太大，right 左移
    • 若和小于 0，说明 nums[left] 太小，left 右移

代码实现

/**
 * https://leetcode-cn.com/problems/3sum/
 *
 * @author xiexu
 * @create 2022-02-10 9:30 PM
 */
public class _15_三数之和 {

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int len = nums.length;
        if (nums == null || len < 3) {
            return res;
        }
        // 将数组进行排序
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (nums[i] > 0) { // 如果当前数字大于0，则三数之和一定大于0，所以结束循环
                break;
            }
            // 去重，当起始的值等于前一个元素，那么得到的结果将会和前一次相同
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = len - 1;
            while (left < right) {
                int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (sum == 0) {
                    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[left]);
                    list.add(nums[right]);
                    res.add(list);
                    // 去重，因为 i 不变，当此时 left 取的数的值与前一个数相同，所以不用在计算，直接跳
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }
                    // 去重，因为 i 不变，当此时 right 取的数的值与前一个相同，所以不用再计算
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }
                    // 将 左指针右移，将右指针左移
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < 0) {
                    left++;
                } else if (sum > 0) {
                    right--;
                }
            }
        }
        return res;
    }

}

18. 四数之和

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题目

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
-10^9 <= nums[i] <= 10^9
-10^9 <= target <= 10^9

代码实现

/**
 * https://leetcode-cn.com/problems/4sum/
 *
 * @author xiexu
 * @create 2022-02-10 10:53 PM
 */
public class _18_四数之和 {

    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (nums.length < 4) {
            return res;
        }
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                // 双指针
                int left = j + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (left < right) {
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum == target) {
                        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                        list.add(nums[i]);
                        list.add(nums[j]);
                        list.add(nums[left]);
                        list.add(nums[right]);
                        res.add(list);

                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        left++;
                        right--;
                    } else if (sum > target) {
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    }
                }
            }

        }
        return res;
    }

}