18.四数之和

四数之和

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        int n = nums.length;
        //结果
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<List<Integer>>();

        //得先进行排序，才有后面的剪枝操作
        Arrays.sort(nums);
        //给出的条件没有说 length >= 4，所以必须作一个约束
        if (nums == null || nums.length < 4)
            return ans;

        for (int i = 0; i < n - 3; i ++) {
            //排除重复的list
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1])
                continue;

            //最小的四个数都大于target
            //可能会超出int范围，导致判断出错，所以要用long
            if ((long)nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target)
                break;

            //说明当前的nums[i]不够大，得继续往后找，但是当前的i已经不满足，所以跳过当前的一次循环
            if ((long)nums[i] + nums[n - 1] + nums[n - 2] + nums[n - 3] < target) {
                continue;
            }

            for (int j = i + 1; j < n - 2; j ++) {
                //剪枝
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1])
                    continue;
                
                if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target)
                    break;
                
                if ((long)nums[i] + nums[j] + nums[n - 1] + nums[n - 2] < target)
                    continue;
                
                int pre = j + 1, last = n - 1;

                while (pre < last) {
                    //因为这时候经过剪枝之后，目前情况的数不会超过target
                    //后续如果四数之和会超过target，也不至于超出范围
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[pre] + nums[last];

                    if (sum == target) {
                        ans.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[pre], nums[last]));

                        //剪枝
                        while (pre < last && nums[pre] == nums[pre +1])
                            pre ++;
                        pre ++;
                        while (pre < last && nums[last] == nums[last - 1])
                            last --;
                        last --;

                    }
                    else if (sum < target)
                        pre ++;
                    
                    else 
                        last --;
                                           
                }

            }
        }
        return ans;
    }
}