Java | LeetCode

Задача: №18. 4Sum #medium

Условие:

Учитывая массив nums из n целых чисел, верните массив всех уникальных четверок [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] таких, что:

0 <= a, b, c, d < n
a, b, c и d различны.
nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
Вы можете вернуть ответ в любом порядке.

Решение:

public class Solution {
    int len = 0;

    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        len = nums.length;
        Arrays.sort(nums);
        return kSum(nums, target, 4, 0);
    }

    private ArrayList<List<Integer>> kSum(int[] nums, int target, int k, int index) {
        ArrayList<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (index >= len) {
            return res;
        }

        if (k == 2) {
            int i = index, j = len - 1;
            while (i < j) {
                // Find a pair
                if (target - nums[i] == nums[j]) {
                    List<Integer> temp = new ArrayList<>();
                    temp.add(nums[i]);
                    temp.add(target - nums[i]);
                    res.add(temp);
                    // Skip duplicates
                    while (i < j && nums[i] == nums[i + 1]) i++;
                    while (i < j && nums[j - 1] == nums[j]) j--;
                    i++;
                    j--;
                } else if (target - nums[i] > nums[j]) {
                    i++;
                } else {
                    j--;
                }
            }
        } else {
            for (int i = index; i < len - k + 1; i++) {
                // Use current number to reduce kSum into k-1Sum
                ArrayList<List<Integer>> temp = kSum(nums, target - nums[i], k - 1, i + 1);
                if (temp != null) {
                    // Add previous results
                    for (List<Integer> t : temp) {
                        t.add(0, nums[i]);
                    }
                    res.addAll(temp);
                }
                // Skip duplicates
                while (i < len - 1 && nums[i] == nums[i + 1]) {
                    i++;
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

Пояснение:
Задача заключается в том, чтобы найти все уникальные комбинации четырех чисел в массиве nums, сумма которых равна заданному значению target. Для этого используем метод kSum, который является обобщением задачи на k чисел.

Алгоритм:
Инициализация:

Переменная len хранит длину массива nums.
Сортируем массив nums для упрощения поиска комбинаций.
Метод fourSum:

Вызов метода kSum с k = 4, начиная с индекса 0.
Метод kSum:

Базовый случай: если k == 2, решаем задачу двух сумм (двойной указатель).
Для k > 2, рекурсивно уменьшаем задачу до k-1 сумм, уменьшая цель на значение текущего элемента и начиная с следующего индекса.
Двойной указатель для двух сумм:

Используем два указателя i и j, чтобы найти пары чисел, сумма которых равна оставшейся цели.
Пропускаем дублирующиеся значения для избегания повторяющихся комбинаций.
Рекурсивное уменьшение задачи:

Для каждого элемента в nums, уменьшаем цель на значение текущего элемента и вызываем kSum для k-1 чисел.
Добавляем текущий элемент к каждой комбинации, полученной из рекурсивного вызова.
Пропуск дубликатов:

Пропускаем дублирующиеся значения, чтобы избежать повторяющихся комбинаций.
Временная и пространственная сложность:
Временная сложность: O(n^(k-1)), где n — длина массива, а k — количество чисел в комбинации. Для fourSum это O(n^3).
Пространственная сложность: O(k), так как используется стек вызовов глубиной k.

1.88K views13:34