LeetCode15 18 16三数之和 四数之和 最接近的三数之和 (数组)

1.三数之和

给定一个包含 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 ?找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意:答案中不可以包含重复的三元组。

例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],

满足要求的三元组集合为:
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]

解题思路:
先将输入的数字排序,对输入的数字进行遍历获得第一个数,然后在计算后面两数的和的时候可以设两个迭代器,一个从这个数后第一个数开始,一个从最后一个数开始,如果加和小了就移动第一个迭代器,如果加和大了就移动第二个迭代器,就可以遍历所有情况了,然后再从保存的容器将数组进行去重(超出时间限制)。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(),nums.end());
        for(int i=0;i<nums.size();++i){
            if(i>0 && nums[i-1]==nums[i]){
                continue; //skip duplicate
            }
            int j=i+1,k=nums.size()-1;
            while(j<k){
               int sum=nums[i]+nums[j]+nums[k];
               if(sum<0){
                   ++j;
               }
               else if(sum>0){
                   --k;
               }
               else{
                    vector<int> temp_result(3,nums[i]);
                    temp_result[1]=nums[j];
                    temp_result[2]=nums[k];
                    if(!count(result.begin(),result.end(),temp_result)){
                       result.push_back(temp_result);
                    }
                    j++;
                    k--;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

然后参考了网上的思路,利用了一个先验,就是第一个数只需要遍历负数部分即可,因为数字整个都是排序的,如果有重复数字肯定是相邻的,我们在处理完前一个数之后,如果后一个数与之相等就删掉,这样避免了重复情况的出现,贴出代码

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
       vector<vector<int>> res; 
       sort(nums.begin(), nums.end()); 
       for (int k = 0; k < nums.size(); ++k) 
       { 
         if (nums[k] > 0) break; 
         if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) continue; 
         int target = 0 - nums[k]; 
         int i = k + 1, j = nums.size() - 1; 
         while (i < j) { 
         if (nums[i] + nums[j] == target) 
         { 
          res.push_back({nums[k], nums[i], nums[j]}); 
          while (i < j && nums[i] == nums[i + 1]) ++i; 
          while (i < j && nums[j] == nums[j - 1]) --j; 
          ++i;
           --j; 
        } 
        else if (nums[i] + nums[j] < target) {
         ++i;
        } 
        else{
          --j;
         } 
        } 
       } 
        return res;
    }
};

2.四数之和

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target,判断 nums 中是否存在四个元素 a,b,c 和 d ,使得 a + b + c + d 的值与 target 相等?找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意:

答案中不可以包含重复的四元组。

示例:

给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2],和 target = 0。

满足要求的四元组集合为:
[
[-1, 0, 0, 1],
[-2, -1, 1, 2],
[-2, 0, 0, 2]
]

解法和三数之和一模一样啦

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
      vector<vector<int>> result;
      sort(nums.begin(),nums.end());
      for(int i=0;i<nums.size();++i){
          if(i>0 && nums[i-1]==nums[i]) continue;
          for(int j=i+1;j<nums.size();++j){
              if(j>i+1 && nums[j-1]==nums[j]) continue;
              int m=j+1; 
              int n=nums.size()-1;
              while(m<n){
                 int sums=nums[i]+nums[j]+nums[m]+nums[n];
                 if(sums==target){
                     vector<int> temp_result={nums[i],nums[j],nums[m],nums[n]};
                     if(!count(result.begin(),result.end(),temp_result))
                     result.push_back(temp_result);
                     if(m<n && nums[m]==nums[m+1]) ++m;
                     if(m<n && nums[n]==nums[n-1]) --n;
                     ++m;
                     --n;
                 }
                 else if(sums<target){
                     ++m;
                 }
                  else{
                      --n;
                  }
              }
          }
      }
      return result;
    }
};

3.最接近的三数之和

给定一个包括 n 个整数的数组 nums 和 一个目标值 target。找出 nums 中的三个整数,使得它们的和与 target 最接近。返回这三个数的和。假定每组输入只存在唯一答案。

例如,给定数组 nums = [-1,2,1,-4], 和 target = 1.

与 target 最接近的三个数的和为 2. (-1 + 2 + 1 = 2).

解题思路和上面俩题的思路基本一致:

class Solution {
public:
    int threeSumClosest(vector<int>& nums, int target) {
        int mini=INT_MAX;
        vector<int> result(3);
        int sum;
        sort(nums.begin(),nums.end());
        for(int i=0;i<nums.size();i++){
            int j=i+1,k=nums.size()-1;
            while(j<k){
                int new_target=abs(nums[i]+nums[j]+nums[k]-target);
                if(mini>new_target) {
                    mini=new_target;
                    result[0]=nums[i];
                    result[1]=nums[j];
                    result[2]=nums[k];
                }
                sum=nums[i]+nums[j]+nums[k];
                if(sum<target){
                    j++;
                }
                else{
                    k--;
                }
            }
        }
        int threeSum=result[0]+result[1]+result[2];
        return threeSum;
    }
};

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