葫芦岛市网站建设,在自己的网站里做讲课视频,湖州公司网站建设公司,网站建设 技术规范书题目#xff1a;
给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target#xff0c;判断 nums 中是否存在四个元素 a#xff0c;b#xff0c;c 和 d #xff0c;使得 a b c d 的值与 target 相等#xff1f;找出所有满足条件且不重复的四元组。
注意#xff1a;
…题目
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 abc 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。
示例 给定数组 nums [1, 0, -1, 0, -2, 2]和 target 0。 满足要求的四元组集合为 [ [-1, 0, 0, 1], [-2, -1, 1, 2], [-2, 0, 0, 2] ] Python3解答代码
class Solution:def fourSum(self, nums: List[int], target: int) - List[List[int]]:# 排序nums数组nums.sort()# 初始化变量,初始化一个空列表result用于存储结果n len(nums)result []# 循环每个可能作为四元组的第一个数字nums[i]for i in range(n):# 如果 nums[i] 大于 target 并且都为正数后续元素只会更大就可以提前结束当前循环# 因为不可能存在四个数的和等于 targetif nums[i] target and nums[i] 0 and target 0:break# 第一层循环中的元素 nums[i]如果当前元素与前一个元素相同则直接跳过避免重复计算if i 0 and nums[i] nums[i-1]:continue# 内层循环遍历每个可能作为四元组第二个数字的 nums[j]for j in range(i1, n):if nums[i] nums[j] target and target 0:break# 跳过相同的 nums[j] 值以避免重复的四元组。if j i1 and nums[j] nums[j-1]:continue# 确定两个数之后使用双指针来查找后两个数使得四数之和等于target、left,right j1, n-1while left right:# 计算选中的四个数之和ss nums[i] nums[j] nums[left] nums[right]if s target:result.append([nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]])# 为了避免重复的四元组需要移动left和right来跳过重复的元素# 只要 left 指向的元素与其右边相邻的元素相同就继续向右移动 left 指针while left right and nums[left] nums[left1]:left 1# 只要 right 指向的元素与其左边相邻的元素相同就继续向左移动 right 指针while left right and nums[right] nums[right-1]:right - 1# 完成上述循环后需要将 left 和 right 分别再向中间移动一位# 以避免重复计算当前的组合left 1right - 1# 四数之和小于目标值需要将left指针向右移动elif s target:left 1# 四数之和大于目标值,为了减少和的大小# 需要将 right 指针向左移动即向更小的数移动else:right - 1return result
上述代码实现过程解析
上述代码实现了在给定整数数组 nums 中找出所有四个元素的组合使得它们的和等于目标值 target。下面是代码的详细解释 排序数组首先对输入的整数数组 nums 进行排序。这样做的目的是为了在后续的处理中能更方便地进行去重和剪枝操作。 初始化变量获取数组的长度 n并初始化一个空列表 result 用于存储结果。 遍历数组使用两层循环遍历数组首先固定两个数 nums[i] 和 nums[j]其中 i 和 j 分别表示第一层循环和第二层循环的索引。这两个数将作为四个元素中的前两个。 剪枝操作在第一层循环中有两处剪枝操作 如果当前的 nums[i] 大于 target 并且都为正数就可以提前结束当前循环因为后续元素只会更大不可能满足条件。在第二层循环中如果当前的 nums[i] nums[j] 大于 target 并且 target 为正数同样可以提前结束当前循环。 去重操作**在每一层循环中都需要进行去重操作以避免重复的组合被计算。具体做法是 对于第一层循环中的元素 nums[i]如果当前元素与前一个元素相同则直接跳过避免重复计算。对于第二层循环中的元素 nums[j]如果当前元素与前一个元素相同则直接跳过避免重复计算。 双指针法找到剩余两个数**在固定了前两个数后剩余的两个数采用双指针法。定义两个指针 left 和 right 分别指向当前范围内的最左和最右的元素。然后循环移动这两个指针不断调整它们指向的元素直到找到符合条件的组合或者两个指针相遇。 判断条件和更新指针 如果四个数的和等于目标值 target则将这个组合添加到结果列表 result 中并同时更新指针 left 和 right以避免重复计算相同的组合。如果四个数的和小于目标值 target则将左指针 left 右移一位。如果四个数的和大于目标值 target则将右指针 right 左移一位。 返回结果最终返回结果列表 result其中存储了所有满足条件的四个元素的组合。 重难点解释
1.剪枝操作
剪枝指的是在搜索过程中通过一些条件判断提前结束不必要的搜索分支从而减少搜索空间提高算法效率。具体来说这段代码中的剪枝操作有两个地方 在第一层循环和第二层循环中通过比较当前元素与目标值的大小关系如果可以确定后续元素无法满足条件就提前结束当前循环。例如在第一层循环中如果 nums[i] 大于 target 并且都为正数后续元素只会更大就可以提前结束当前循环因为不可能存在四个数的和等于 target。 在第二层循环中通过比较当前两个元素的和与目标值的大小关系同样可以提前结束当前循环。如果 nums[i] nums[j] 大于 target 并且 target 为正数后续元素只会更大也可以提前结束当前循环。
2.if j i1 and nums[j] nums[j-1]: continue 解释为啥是i1
这段代码的意图是在固定了第一个数字 nums[i] 后跳过那些可能会导致重复四元组的第二个数字 nums[j]。这里的逻辑是 j i1这个条件用于确保 j 不仅仅是在 i1 的位置上也就是说j 应该至少是从 i2 的位置开始考虑。这是因为 当 j i1 时nums[j] 是在 nums[i] 后面的第一个元素此时没有前一个元素 nums[j-1] 与之相比较因此不需要进行去重判断。当 j i1 时表示 j 至少是第三个考虑的元素此时 nums[j-1] 存在并且位于 nums[j] 之前因此可以进行重复检查。 nums[j] nums[j-1]这个条件检查当前的元素 nums[j] 是否与它前一个元素 nums[j-1] 相等。如果相等说明使用当前的 nums[j] 可能会生成与前一个循环相同的四元组因此应该跳过当前的 nums[j]。
目的和重要性
防止重复结果如果不进行这样的去重相同的 nums[j] 值将在内层循环中多次使用与同一个 nums[i] 结合可能会导致生成重复的四元组。提高效率通过跳过重复元素可以减少不必要的计算和迭代这对于处理大数据集时尤为重要。
3.核心代码解释
if nums[i] nums[j] target and target 0:break限制 target 0 的原因主要是为了确保当目标值 target 是正数时这个剪枝逻辑才会生效。这样的条件设定对于整体算法的正确性和效率都有影响以下是几个关键点
1. 保证剪枝的适用性
当 target 是正数时如果两个数的和已经超过了 target继续在正数范围内添加更多的数会使得总和进一步增加从而不可能等于 target。这个逻辑在 target 是正数时显然有效。
2. 处理负数情况
如果 target 是负数或零上述剪枝条件可能不适用因为
当 target 是零或负数时可能需要包括负数在内的组合来达到 target。即使当前的两数之和已经超过了 target通过选择负数作为其他组成部分仍然有可能将总和调整至 target。对于负 target若当前两数之和大于 target但它们之间存在足够大的负数这些负数仍然可以使得最终的四数之和等于 target。
3. 避免不必要的逻辑应用
如果不加 target 0 这个条件那么对于负数 target 或 target 为零的情况剪枝可能导致漏掉有效的解。例如假设 target -10如果仅仅因为两个正数的和大于 -10 就停止搜索可能会错过一些包含负数且其和为 -10 的有效组合。
解释一下这个几句代码的实现 while left right and nums[left] nums[left1]:left 1while left right and nums[right] nums[right-1]:right - 1left 1right - 1elif s target:left 1else:right - 1return result
代码位于双指针搜索的环节用于在已经固定了两个数字之后在数组的剩余部分中寻找两个数使得这四个数的和等于给定的目标 target。这一部分是通过移动左指针 left 和右指针 right 来实现的。下面是详细的逻辑解释
判断当前四数之和 s
s nums[i] nums[j] nums[left] nums[right]
首先计算当前选定的四个数的和 s并将其与目标 target 进行比较。
判断三种情况 四数之和等于目标值 (s target) 将符合条件的四元组 [nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]] 添加到结果列表 result 中。 接下来为了避免重复的四元组需要移动 left 和 right 指针来跳过所有相同的元素。 while left right and nums[left] nums[left1]:left 1
while left right and nums[right] nums[right-1]:right - 1
left 1
right - 1这两个 while 循环分别用于 完成上述循环后需要将 left 和 right 分别再向中间移动一位以避免重复计算当前的组合。跳过右边重复的元素只要 right 指向的元素与其左边相邻的元素相同就继续向左移动 right 指针。跳过左边重复的元素只要 left 指向的元素与其右边相邻的元素相同就继续向右移动 left 指针。 四数之和小于目标值 (s target) 为了增加和的大小需要将 left 指针向右移动即向更大的数移动。 left 1 四数之和大于目标值 (s target) 为了减少和的大小需要将 right 指针向左移动即向更小的数移动。
right - 1 综上本文的对于力扣18. 四数之和的Python3解答仅仅是个人学习资料记录也十分高兴我的见解可以帮助其他的正在做这个题目的同学基础较差仅仅是个人见解大神勿喷欢迎交流谢谢
