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  • [LeetCode] 018. 4Sum (Medium) (C++/Java/Python)

    索引:[LeetCode] Leetcode 题解索引 (C++/Java/Python/Sql)
    Github:
    https://github.com/illuz/leetcode


    018.4Sum (Medium)

    链接

    题目:https://oj.leetcode.com/problems/4sum/
    代码(github):https://github.com/illuz/leetcode

    题意

    给1个数列 S ,找出4个数 a,b,c,d 使得a + b + c + d = target

    分析

    1. 跟之前的 2Sum, 3Sum 和 3Sum Closest 1样的做法,先排序,再左右夹逼,复杂度 O(n^3)。不过用 Python 可能会被卡超时。
    2. 先求出每两个数的和,放到 HashSet 里,再利用之前的 2Sum 去求。这类算法比较快,复杂度 O(nnlog(n)),不过细节要处理的很多。

    这里 C++ 用的是算法1, Java, Python 用的是 2。
    这题 Java 可以好好地学学 HashMap 的使用, Python 可以学习 set, collection
    itertools 的1些用法。

    代码

    C++:

    class Solution {
    public:
    vector<vector<int> > fourSum(vector<int> &num, int target) {
    vector<vector<int> > ret;
    int len = num.size();

    if (len <= 3)
    return ret;

    sort(num.begin(), num.end());

    for (int i = 0; i <= len – 4; i++) {
    for (int m = i + 1; m <= len – 3; m++) {
    int j = m + 1;
    int k = len – 1;
    while (j < k) {
    if (num[i] + num[m] + num[j] + num[k] < target) {
    ++j;
    } else if (num[i] + num[m] + num[j] + num[k] > target) {
    –k;
    } else {
    ret.push_back({ num[i], num[m], num[j], num[k] });
    ++j;
    –k;
    while (j < k && num[j] == num[j – 1])
    ++j;
    while (j < k && num[k] == num[k + 1])
    –k;
    }
    }
    while (m < len && num[m] == num[m + 1])
    ++m;
    }
    while (i < len && num[i] == num[i + 1])
    ++i;
    }

    return ret;
    }
    };

    Java:

    public class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] num, int target) {
    List<List<Integer>> ret = new ArrayList<List<Integer>>();
    HashMap<Integer, List<Integer[]>> hm = new HashMap<Integer, List<Integer[]>>();
    int len = num.length;

    Arrays.sort(num);
    // store pair
    for (int i = 0; i < len – 1; ++i) {
    for (int j = i + 1; j < len; ++j) {
    int sum = num[i] + num[j];
    Integer[] tuple = {num[i], i, num[j], j};
    if (!hm.containsKey(sum)) {
    hm.put(sum, new ArrayList<Integer[]>());
    }
    hm.get(sum).add(tuple);
    }
    }

    Integer[] keys = hm.keySet().toArray(new Integer[hm.size()]);
    for (int key : keys) {
    if (hm.containsKey(key)) {
    if (hm.containsKey(target – key)) {
    List<Integer[]> first_pairs = hm.get(key);
    List<Integer[]> second_pairs = hm.get(target – key);

    for (int i = 0; i < first_pairs.size(); ++i) {
    Integer[] first = first_pairs.get(i);
    for (int j = 0; j < second_pairs.size(); ++j) {
    Integer[] second = second_pairs.get(j);
    // check
    if (first[1] != second[1] && first[1] != second[3] &&
    first[3] != second[1] && first[3] != second[3]) {
    List<Integer> ans = Arrays.asList(first[0], first[2], second[0], second[2]);
    Collections.sort(ans);
    if (!ret.contains(ans)) {
    ret.add(ans);
    }
    }
    }
    }

    hm.remove(key);
    hm.remove(target – key);
    }
    }
    }

    return ret;
    }
    }

    Python:

    import collections
    import itertools
    class Solution:
    # @return a list of lists of length 4, [[val1,val2,val3,val4]]
    def fourSum(self, num, target):
    two_sum = collections.defaultdict(list)
    ret = set()
    for (id1, val1), (id2, val2) in itertools.combinations(enumerate(num), 2):
    two_sum[val1 + val2].append({id1, id2})
    keys = two_sum.keys()
    for key in keys:
    if two_sum[key] and two_sum[target – key]:
    for pair1 in two_sum[key]:
    for pair2 in two_sum[target – key]:
    if pair1.isdisjoint(pair2):
    ret.add(tuple(sorted([num[i] for i in pair1 | pair2])))
    del two_sum[key]
    if key != target – key:
    del two_sum[target – key]
    return [list(i) for i in ret]

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