4 Sum -- Leetcode

Question:

Given an array S of n integers, are there elements a, b, c, and d in S such that a + b + c + d = target? Find all unique quadruplets in the array which gives the sum of target.

Note:

• Elements in a quadruplet (a,b,c,d) must be in non-descending order. (ie, a ≤ b ≤ c ≤ d)
• The solution set must not contain duplicate quadruplets.

    For example, given array S = {1 0 -1 0 -2 2}, and target = 0.

    A solution set is:
    (-1,  0, 0, 1)
    (-2, -1, 1, 2)
    (-2,  0, 0, 2)

Answer:

Just like "3 Sum" problem, sort the array firstly, suppose a+b+c+d = target, choose a firstly, then b secondly, then using "2 Sum" method, keep 2 pointers, in the left right elements, to find c+d == target - a -b.

Time : O(n*n*n), Space: O(1).

class Solution {

public:

    vector<vector<int> > fourSum(vector<int> &num, int target) {

        int n=num.size();

        vector<int> quadruplet(4);

        vector<vector<int>> res;

        if(n<4)return res;

        

        sort(num.begin(),num.end());

        

        for(int i=0;i<n-3;++i){

            if(i>0 && num[i]==num[i-1])continue;

            for(int j=i+1;j<n-2;++j){

                if(j>i+1 && num[j]==num[j-1])continue;

                

                int l= j+1;

                int r= n-1;

                while(l < r){

                    if(l > j+1 && num[l]==num[l-1]) {

                        l++;

                    }

                    else if( r < n-1 && num[r]==num[r+1]){

                        r--;

                    }

                    else if(num[i]+num[j]+num[l]+num[r]< target){

                        l++;

                    }

                    else if(num[i]+num[j]+num[l]+num[r] > target){

                        r--;

                    }

                    else{

                        quadruplet[0]=num[i];

                        quadruplet[1]=num[j];

                        quadruplet[2]=num[l];

                        quadruplet[3]=num[r];

                        res.push_back(quadruplet);

                        l++;

                        r--;

                    }

                }

            }

        }

    }

};