[数据结构与算法]LeetCode 18.四数之和 剪枝+排序+双指针 C/C++

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主要类比三数之和，在此基础之上进行操作。

主要思路：三数之和是在确定第一个数字之后，采用双指针确定剩余两个数字，同样的，四数之和我们在确定第一个和第二个数字的基础上，再采用双指针确定剩余两个数字，从而使时间复杂度降为$O(n^3)$。
剪枝：本题要剪枝一下，因为样例中四数之和会超出int范围，过不了。①确定第一个数字之后，如果$nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target$,即$nums[i]$和后面连续的三个数字之和已经大于target了，那么此数组中就不存在等于target的四元组，直接break。②确定第一个数字之后，如果$nums[i]+nums[n?1]+nums[n?2]+nums[n?3]<target$，即针对$nums[i]$和最后三个数字之和如果小于target，说明针对此nums[i]就没有符合条件的四元组等于target了，因为最大的都小于target了，那么就跳过continue，遍历下一个$nums[i]$了。然后确定第二个数字之后，同样的方法剪枝。
其他细节详见代码。

class Solution {
public:
	vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
		vector<vector<int>> ans;
		if(nums.size()<4)return ans;

		sort(nums.begin(),nums.end());
		int n = nums.size();
		for(int i = 0;i<n-3;i++) {//确定第一个元素
			if(i>0&&nums[i]==nums[i-1])continue;
			//确定第一个元素后剪枝
			if((long long)nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]+nums[i+3]>target) break;//即最小的数都大于target了，那就没必要继续了
			//最大的数比target小也没必要继续了,注意这里所说的大小是针对nums[i]已经确定的情况
			//所以是continue，不同于上面的break，因为随着第一个数字的增大，可能出现等于target的情况
			if((long long)nums[i]+nums[n-1]+nums[n-2]+nums[n-3]<target) continue;

			for(int j = i+1;j<n-2;j++) {//确定第二个元素
				if(j>i+1&&nums[j]==nums[j-1])continue;
				//确定第二个元素后剪枝
				if((long long)nums[i]+nums[j]+nums[j+1]+nums[j+2]>target)break;
				if((long long)nums[i]+nums[j]+nums[n-1]+nums[n-2]<target)continue;
				int left = j+1;
				int right = n-1;
				while(left<right){
					int quard = nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right];
					if(quard==target){
						ans.push_back({nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]});
						//去重
						while(left<right&&nums[left+1]==nums[left])left++;
						left++;//还需要加1的原因是刚才移到了最后一个重复的数字，下一个才是要遍历的
						while(left<right&&nums[right-1]==nums[right])right--;
						right--;

					}
					else if(quard<target) {
						left++;
					}
					else {
						right--;
					}
				}
			}
		}
		return ans;
	}
};