4 sum

Given an array S of n integers, are there elements a, b, c, and d in S such that a + b + c + d = target? Find all unique quadruplets in the array which gives the sum of target.

Note: The solution set must not contain duplicate quadruplets.

For example, given array S = [1, 0, -1, 0, -2, 2], and target = 0.

A solution set is:
[
  [-1,  0, 0, 1],
  [-2, -1, 1, 2],
  [-2,  0, 0, 2]
]

从数组中找出四个字之和为target的。因为有多组，所以要从头遍历到尾。

找出四个数之和为target，做法和三个数之和一样，就是外面多套一层循环。也就是 先排序，遍历数组，然后从剩下的数组中找出三个元素与当前元素之和为target，三个元素之和又是遍历剩下的数组，再从剩剩下的数组中找出两个数，使他们与前两个遍历的元素的和为target，这两个元素从两头往中间遍历。期间要跳过重复元素。具体见代码。每次遍历时还可以多加判断条件，如当前元素和最后三个元素 的和小于target，这时就进入下轮循环了，要使左边数字增大才行。

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> result=new ArrayList<List<Integer>>();
        for(int i=0;i<nums.length-3;i++){
            if(nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target) break;//前面四个都已经大于target了，就说明没有了（有序）
            //当前数字和最后三个数字的和小于target，则将当前数字后移，也就是进行下一个循环
            if(nums[i]+nums[nums.length-1]+nums[nums.length-2]+nums[nums.length-3]<target) continue;
            if(i==0||(i>0&&nums[i]!=nums[i-1])){
                for(int j=i+1;j<nums.length-2;j++){
                    if(nums[i]+nums[j]+nums[j+1]+nums[j+2]>target) break;
                    if(nums[i]+nums[j]+nums[nums.length-1]+nums[nums.length-2]<target) continue;
                    if(j==i+1||(j>i+1&&nums[j]!=nums[j-1])){
                        int left=j+1,right=nums.length-1,sum=target-nums[i]-nums[j];
                        while(left<right){
                            if(nums[left]+nums[right]==sum){
                                result.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]));
                                while(left<right&&nums[left]==nums[left+1]) left++;
                                while(left<right&&nums[right]==nums[right-1]) right--;
                                left++;right--;
                            }else if(nums[left]+nums[right]>sum) {
                                right--;
                            }else{
                                left++;
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
}