LeetCode解题报告--4Sum

题目： 4Sum
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:
Elements in a quadruplet (a,b,c,d) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c ≤ d)
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)

原题链接地址：https://leetcode.com/problems/4sum/

分析：该问题与leetcode 3sum问题解题思路一样，都是由2Sum问题的基础拓展开来。在3sum基础加for循环，时间复杂度为0（N^2).具体可参见3sum，这里直接贴出accepted代码。下一篇关于2Sum,3Sum(closest),4Sum的问题总结，延伸至KSum问题！

java代码：（accepted）

import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.HashSet;import java.util.List;public class FourSum {    /**     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub        int[] arrays = new int[]{7, -1, 14, -12, -8, 7, 2, -15, 8, 8, -8, -14, -4,                -5, 7, 9, 11, -4, -15, -6, 1, -14, 4, 3, 10, -5, 2, 1, 6, 11,                2, -2, -5, -7, -6, 2, -15, 11, -6, 8, -4, 2, 1, -1, 4, -6, -15,                1, 5, -15, 10, 14, 9, -8, -6, 4, -6, 11, 12, -15, 7, -1, -9, 9,                -1, 0, -4, -1, -12, -2, 14, -9, 7, 0, -3, -4, 1, -2, 12, 14,                -10, 0, 5, 14, -1, 14, 3, 8, 10, -8, 8, -5, -2, 6, -11, 12, 13,                -7, -12, 8, 6, -13, 14, -2, -5, -11, 1, 3, -6 };        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();        result = fourSum(arrays,0);        for(int i = 0;i < result.size();i ++)            System.out.println(result.get(i));    }    public static List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();        HashSet<List<Integer>> elementSet = new HashSet<List<Integer>>();        Arrays.sort(nums);        for(int i = 0;i < nums.length - 3;i ++){            for(int j = i + 1;j < nums.length - 2;j ++){                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){                        List<Integer> taplet = new ArrayList<Integer>();                        taplet.add(nums[i]);                        taplet.add(nums[j]);                        taplet.add(nums[left]);                        taplet.add(nums[right]);                        if(!elementSet.contains(taplet)){                            result.add(taplet);                            elementSet.add(taplet);                        }                        left ++;                        right --;                    }else if(sum < target){                        left ++;                    }else{                        right --;                    }                }            }        }        return result;    }}

测试结果：

[-15, -13, 14, 14][-15, -12, 13, 14][-15, -11, 12, 14][-15, -10, 11, 14][-15, -10, 12, 13][-15, -9, 10, 14][-15, -9, 11, 13][-15, -9, 12, 12][-15, -8, 9, 14][-15, -8, 10, 13][-15, -8, 11, 12][-15, -7, 8, 14][-15, -7, 9, 13][-15, -7, 10, 12][-15, -7, 11, 11][-15, -6, 7, 14][-15, -6, 8, 13][-15, -6, 9, 12][-15, -6, 10, 11][-15, -5, 6, 14][-15, -5, 7, 13][-15, -5, 8, 12][-15, -5, 9, 11][-15, -5, 10, 10][-15, -4, 5, 14][-15, -4, 6, 13][-15, -4, 7, 12][-15, -4, 8, 11][-15, -4, 9, 10][-15, -3, 4, 14][-15, -3, 5, 13][-15, -3, 6, 12][-15, -3, 7, 11][-15, -3, 8, 10][-15, -3, 9, 9][-15, -2, 3, 14][-15, -2, 4, 13][-15, -2, 5, 12][-15, -2, 6, 11][-15, -2, 7, 10][-15, -2, 8, 9][-15, -1, 2, 14][-15, -1, 3, 13][-15, -1, 4, 12][-15, -1, 5, 11][-15, -1, 6, 10][-15, -1, 7, 9][-15, -1, 8, 8][-15, 0, 1, 14][-15, 0, 2, 13][-15, 0, 3, 12][-15, 0, 4, 11][-15, 0, 5, 10][-15, 0, 6, 9][-15, 0, 7, 8][-15, 1, 1, 13][-15, 1, 2, 12][-15, 1, 3, 11][-15, 1, 4, 10][-15, 1, 5, 9][-15, 1, 6, 8][-15, 1, 7, 7][-15, 2, 2, 11][-15, 2, 3, 10][-15, 2, 4, 9][-15, 2, 5, 8][-15, 2, 6, 7][-15, 3, 3, 9][-15, 3, 4, 8][-15, 3, 5, 7][-15, 3, 6, 6][-15, 4, 4, 7][-15, 4, 5, 6][-14, -14, 14, 14][-14, -13, 13, 14][-14, -12, 12, 14][-14, -11, 11, 14][-14, -11, 12, 13][-14, -10, 10, 14][-14, -10, 11, 13][-14, -10, 12, 12][-14, -9, 9, 14][-14, -9, 10, 13][-14, -9, 11, 12][-14, -8, 8, 14][-14, -8, 9, 13][-14, -8, 10, 12][-14, -8, 11, 11][-14, -7, 7, 14][-14, -7, 8, 13][-14, -7, 9, 12][-14, -7, 10, 11][-14, -6, 6, 14][-14, -6, 7, 13][-14, -6, 8, 12][-14, -6, 9, 11][-14, -6, 10, 10][-14, -5, 5, 14][-14, -5, 6, 13][-14, -5, 7, 12][-14, -5, 8, 11][-14, -5, 9, 10][-14, -4, 4, 14][-14, -4, 5, 13][-14, -4, 6, 12][-14, -4, 7, 11][-14, -4, 8, 10][-14, -4, 9, 9][-14, -3, 3, 14][-14, -3, 4, 13][-14, -3, 5, 12][-14, -3, 6, 11][-14, -3, 7, 10][-14, -3, 8, 9][-14, -2, 2, 14][-14, -2, 3, 13][-14, -2, 4, 12][-14, -2, 5, 11][-14, -2, 6, 10][-14, -2, 7, 9][-14, -2, 8, 8][-14, -1, 1, 14][-14, -1, 2, 13][-14, -1, 3, 12][-14, -1, 4, 11][-14, -1, 5, 10][-14, -1, 6, 9][-14, -1, 7, 8][-14, 0, 0, 14][-14, 0, 1, 13][-14, 0, 2, 12][-14, 0, 3, 11][-14, 0, 4, 10][-14, 0, 5, 9][-14, 0, 6, 8][-14, 0, 7, 7][-14, 1, 1, 12][-14, 1, 2, 11][-14, 1, 3, 10][-14, 1, 4, 9][-14, 1, 5, 8][-14, 1, 6, 7][-14, 2, 2, 10][-14, 2, 3, 9][-14, 2, 4, 8][-14, 2, 5, 7][-14, 2, 6, 6][-14, 3, 3, 8][-14, 3, 4, 7][-14, 3, 5, 6][-14, 4, 4, 6][-14, 4, 5, 5][-13, -12, 11, 14][-13, -12, 12, 13][-13, -11, 10, 14][-13, -11, 11, 13][-13, -11, 12, 12][-13, -10, 9, 14][-13, -10, 10, 13][-13, -10, 11, 12][-13, -9, 8, 14][-13, -9, 9, 13][-13, -9, 10, 12][-13, -9, 11, 11][-13, -8, 7, 14][-13, -8, 8, 13][-13, -8, 9, 12][-13, -8, 10, 11][-13, -7, 6, 14][-13, -7, 7, 13][-13, -7, 8, 12][-13, -7, 9, 11][-13, -7, 10, 10][-13, -6, 5, 14][-13, -6, 6, 13][-13, -6, 7, 12][-13, -6, 8, 11][-13, -6, 9, 10][-13, -5, 4, 14][-13, -5, 5, 13][-13, -5, 6, 12][-13, -5, 7, 11][-13, -5, 8, 10][-13, -5, 9, 9][-13, -4, 3, 14][-13, -4, 4, 13][-13, -4, 5, 12][-13, -4, 6, 11][-13, -4, 7, 10][-13, -4, 8, 9][-13, -3, 2, 14][-13, -3, 3, 13][-13, -3, 4, 12][-13, -3, 5, 11][-13, -3, 6, 10][-13, -3, 7, 9][-13, -3, 8, 8][-13, -2, 1, 14][-13, -2, 2, 13][-13, -2, 3, 12][-13, -2, 4, 11][-13, -2, 5, 10][-13, -2, 6, 9][-13, -2, 7, 8][-13, -1, 0, 14][-13, -1, 1, 13][-13, -1, 2, 12][-13, -1, 3, 11][-13, -1, 4, 10][-13, -1, 5, 9][-13, -1, 6, 8][-13, -1, 7, 7][-13, 0, 0, 13][-13, 0, 1, 12][-13, 0, 2, 11][-13, 0, 3, 10][-13, 0, 4, 9][-13, 0, 5, 8][-13, 0, 6, 7][-13, 1, 1, 11][-13, 1, 2, 10][-13, 1, 3, 9][-13, 1, 4, 8][-13, 1, 5, 7][-13, 1, 6, 6][-13, 2, 2, 9][-13, 2, 3, 8][-13, 2, 4, 7][-13, 2, 5, 6][-13, 3, 3, 7][-13, 3, 4, 6][-13, 3, 5, 5][-13, 4, 4, 5][-12, -12, 10, 14][-12, -12, 11, 13][-12, -12, 12, 12][-12, -11, 9, 14][-12, -11, 10, 13][-12, -11, 11, 12][-12, -10, 8, 14][-12, -10, 9, 13][-12, -10, 10, 12][-12, -10, 11, 11][-12, -9, 7, 14][-12, -9, 8, 13][-12, -9, 9, 12][-12, -9, 10, 11][-12, -8, 6, 14][-12, -8, 7, 13][-12, -8, 8, 12][-12, -8, 9, 11][-12, -8, 10, 10][-12, -7, 5, 14][-12, -7, 6, 13][-12, -7, 7, 12][-12, -7, 8, 11][-12, -7, 9, 10][-12, -6, 4, 14][-12, -6, 5, 13][-12, -6, 6, 12][-12, -6, 7, 11][-12, -6, 8, 10][-12, -6, 9, 9][-12, -5, 3, 14][-12, -5, 4, 13][-12, -5, 5, 12][-12, -5, 6, 11][-12, -5, 7, 10][-12, -5, 8, 9][-12, -4, 2, 14][-12, -4, 3, 13][-12, -4, 4, 12][-12, -4, 5, 11][-12, -4, 6, 10][-12, -4, 7, 9][-12, -4, 8, 8][-12, -3, 1, 14][-12, -3, 2, 13][-12, -3, 3, 12][-12, -3, 4, 11][-12, -3, 5, 10][-12, -3, 6, 9][-12, -3, 7, 8][-12, -2, 0, 14][-12, -2, 1, 13][-12, -2, 2, 12][-12, -2, 3, 11][-12, -2, 4, 10][-12, -2, 5, 9][-12, -2, 6, 8][-12, -2, 7, 7][-12, -1, -1, 14][-12, -1, 0, 13][-12, -1, 1, 12][-12, -1, 2, 11][-12, -1, 3, 10][-12, -1, 4, 9][-12, -1, 5, 8][-12, -1, 6, 7][-12, 0, 0, 12][-12, 0, 1, 11][-12, 0, 2, 10][-12, 0, 3, 9][-12, 0, 4, 8][-12, 0, 5, 7][-12, 0, 6, 6][-12, 1, 1, 10][-12, 1, 2, 9][-12, 1, 3, 8][-12, 1, 4, 7][-12, 1, 5, 6][-12, 2, 2, 8][-12, 2, 3, 7][-12, 2, 4, 6][-12, 2, 5, 5][-12, 3, 3, 6][-12, 3, 4, 5][-12, 4, 4, 4][-11, -11, 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