题目描述

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。

题意：
这道题是求四个数的和相加等于目标值，然后要把重复的值去掉。
这个题的思路和力扣15-三数之和的思路类似，三数之和是固定一个数，其余进行双指针。四数之和是固定两个数，其余进行双指针。

解题思路：

参考官方题解

排序+双指针：先给数组nums进行升序排序，两个for循环确定前两个数，然后使用双指针确定后两个数，需要考虑以下几种情况进行剪枝：

在确定第一个数之后，如果nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2] + nums[i+3] > target ，代表第一个数与之邻进的三个最小数之和都大于目标值了，则说明后面剩下的三个数无论取什么值，四数之和一定大于target，则需要退出第一轮循环；
在确定第一个数之后，如果nums[i] + nums[n-3] + nums[n-2] + nums[n-1] < target ，代表第一个数与数组中的三个最大数之和都小于目标值了，则说明后面剩下的三个数无论取什么值，四数之和一定小于target，则需要进入下一轮循环，枚举nums[i+1]；
在确定前两个数之后，如果nums[i] + nums[j] + nums[j+1] + nums[j+2] > target ，说明剩下的两个数，无论取什么值，四个数之和一定会大于taret，因此退出第二层循环；
在确定前两个数之后，如果nums[i] + nums[j] + nums[n-2] + nums[n-1] < target ，说明剩下的两个数，无论取什么值，四个数之和一定会小于taret，因此进入下一轮，枚举nums[j+1]；
使用双指针：左右指针分别指向下标 j+1和下标 n-1。每次计算四个数的和sum，并进行如下操作：

如果和 sum == target，则将枚举到的四个数加到答案中，然后将左指针右移直到遇到不同的数，将右指针左移直到遇到不同的数；

如果和sum < target，则将左指针右移一位；

如果和sum > target，则将右指针左移一位。

public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
       List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
       int n = nums.length;
        //如果数组的长度小于4
        if(n < 4) return res;
      //对数组进行排序
        Arrays.sort(nums);
       //第一个数，只能遍历到倒数第4位
         for(int i = 0; i < n-3; i++){
            //：先去掉重复值
           if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue;
           //如果邻近的四个数大于target,则退出
            if((long)nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2] + nums[i+3] > target) break;
            //如果与最大的三个数相加小于target,则说明nums[i]小了，需要进入新一轮循环
        if((long)nums[i] + nums[n-3] + nums[n-2] + nums[n-1] < target) continue;
 //确定第二个数
           for(int j = i+1; j < n-2; j++){
//去重
                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-2] + nums[n-1] < target) continue;
                //确定了两个数之后，后两个数使用双指针
                 int L = j + 1;
                int R = n - 1;
               while(L < R){
                     int sum = nums[i] + nums[j] + nums[L] + nums[R];
                     if(sum == target){
                       res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[L], nums[R]));
                    //跳过重复数
                         while(L < R && nums[L] == nums[L + 1]) L++;
                        while(L < R && nums[R] == nums[R - 1]) R--;
                        L++;
                       R--;
                     }else if(sum < target){
                         L++;
                    }else{
                        R--;
                   }
                 }
        }
     }
       return res;
   }