算法实战：双指针解决三数之和与四数之和

四数之和

题目描述

给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] 。 LeetCode 链接

解题思路

四数之和可以看作是三数之和的扩展。

1. 双重固定：外层循环固定第一个数 nums[i]，内层循环固定第二个数 nums[j]。
2. 双指针查找：在 j 之后使用双指针寻找剩余两个数，使总和等于 target。
3. 数据溢出注意：计算目标和时，target - nums[i] - nums[j] 可能会超出 int 范围，务必使用 long long 存储中间结果。
4. 去重逻辑：与三数之和类似，每一层循环遇到重复元素都要跳过。

C++ 代码实现

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> ret;
        int n = nums.size();
        sort(nums.begin(), nums.end());

        for (int i = 0; i < n; ) {
            for (int j = i + 1; j < n; ) {
                int left = j + 1, right = n - 1;
                // 使用 long long 防止求和溢出
                long long targetSub = (long long)target - nums[i] - nums[j];

                while (left < right) {
                    long long sum = (long long)nums[left] + nums[right];
                    if (sum < targetSub) {
                        left++;
                    } else if (sum > targetSub) {
                        right--;
                    } else {
                        ret.push_back({nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]});
                        left++;
                        right--;
                        // 去重
                        while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) left++;
                        while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) right--;
                    }
                }
                // 去重 j
                j++;
                while (j < n && nums[j] == nums[j - 1]) j++;
            }
            // 去重 i
            i++;
            while (i < n && nums[i] == nums[i - 1]) i++;
        }
        return ret;
    }
};