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1.题目
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]]（若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：
0 <= a, b, c, d < na、b、c和d互不相同nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target你可以按 任意顺序 返回答案 。
示例 1：
输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0 输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]示例 2：
输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8 输出：[[2,2,2,2]]提示：
1 <= nums.length <= 200-10^9 <= nums[i] <= 10^9-10^9 <= target <= 10^9
2.分析
本题和L37.【LeetCode题解】三数之和(双指针思想)题非常像,解法也是类似的,将原暴力解法的四重循环(循环变量为i,j,k,l)的最里面的两重循环换成双指针(left和right)即可
但题目条件限制"不重复的四元组",因此需要做去重操作,这个实现的思路在L37.【LeetCode题解】三数之和(双指针思想)文章中讲过了
去重的代码
i,j,left和right都要跳过相同的元素,一定要注意i,j,left,right不能超过各自的循环范围
left++;
while (nums[left]==nums[left-1]&&left<right)
left++;
right--;
while (nums[right]==nums[right+1]&&left<right)
right--;
j++;
while (nums[j]==nums[j-1]&&j<=nums.size()-3)
j++;
i++;
while (nums[i]==nums[i-1]&&i<=nums.size()-4)
i++;错误代码
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target)
{
if (nums.size()<4)
return {};
sort(nums.begin(),nums.end());
vector<vector<int>> ret;
for (int i=0;i<=nums.size()-4;)
{
for (int j=i+1;j<=nums.size()-3;)
{
int left=j+1;
int right=nums.size()-1;
while (left<right)
{
int sum=nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right];
if (sum>target)
right--;
else if (sum<target)
left++;
else//sum==target
{
ret.push_back({nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]});
left++;
while (nums[left]==nums[left-1]&&left<right)
left++;
right--;
while (nums[right]==nums[right+1]&&left<right)
right--;
}
}
j++;
while (nums[j]==nums[j-1]&&j<=nums.size()-3)
j++;
}
i++;
while (nums[i]==nums[i-1]&&i<=nums.size()-4)
i++;
}
return ret;
}
};报错信息:
sum超出int的存储范围,因为,sum最大可为
如果将int改成long long写成long long sum=nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right];仍然会出错
明明已经用long long来扩大存储范围了却仍然会出错,想要找到具体原因需要看底层汇编代码的实现,查看Leetcode在线测试使用的编译器:
在What-are-the-environments-for-the-programming-languages找到了信息:
由于Leetcode的编译器为clang,可手动在Linux平台上测试,
先安装clang:
sudo apt update
sudo apt install clang
编译以下代码:
//保存为test.cpp
int main()
{
int i=1000000000;
int j=1000000000;
int left=1000000000;
int right=1000000000;
long long sum=i+j+left+right;
return 0;
}要看底层,需要看汇编代码,指令为:
clang -S test.cpp汇编代码为:
.text
.file "test.cpp"
.globl main # -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
.type main,@function
main: # @main
.cfi_startproc
# %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
xorl %eax, %eax
movl $0, -4(%rbp)
movl $1000000000, -8(%rbp) # imm = 0x3B9ACA00
movl $1000000000, -12(%rbp) # imm = 0x3B9ACA00
movl $1000000000, -16(%rbp) # imm = 0x3B9ACA00
movl $1000000000, -20(%rbp) # imm = 0x3B9ACA00
movl -8(%rbp), %ecx
addl -12(%rbp), %ecx
addl -16(%rbp), %ecx
addl -20(%rbp), %ecx
movslq %ecx, %rdx
movq %rdx, -32(%rbp)
popq %rbp
.cfi_def_cfa %rsp, 8
retq
.Lfunc_end0:
.size main, .Lfunc_end0-main
.cfi_endproc
# -- End function
.ident "clang version 10.0.0-4ubuntu1 "
.section ".note.GNU-stack","",@progbits
.addrsig
只看重点部分:按照Intel汇编代码的风格来说,四个1000000000分别存到了[rbp-8],[rbp-12],[rbp-16],[rbp-20]的位置,之后使用3次addl指令,都做了相同的事,都是,而且都是由ecx寄存器来接收,ecx寄存器是4字节,由于int类型的最大值约为
,因此在相加时会超过int类型的最大值,导致溢出,最后的movslq,作用为以符号扩展传送方式,将参数从4字节扩展为8字节,4字节是int类型,8字节是long long类型,会发生类型转换
注:movslq全称moves a 32-bit quantity (longword) into a 64-bit register (quadword) with sign extension
因此可以理解为:long long sum=i+j+left+right;的i+j+left+right先按int类型相加,最后将结果的类型转换为long long
为了解决按int类型相加时产生的溢出,可以加两次:
long long sum=nums[i]+nums[j];
sum+=nums[left]+nums[right];(原因:nums数组的元素不会超过,两个元素的和不会超过
,比int类型的最大值要小)
或者只加一次,强制类型转换:
long long sum=nums[i]+nums[j]+(long long)(nums[left]+nums[right]);注意:不能使用unsigned long long,数组元素值可为负
3.完整代码
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target)
{
if (nums.size()<4)
return {};
sort(nums.begin(),nums.end());
vector<vector<int>> ret;
for (int i=0;i<=nums.size()-4;)
{
for (int j=i+1;j<=nums.size()-3;)
{
int left=j+1;
int right=nums.size()-1;
while (left<right)
{
long long sum=nums[i]+nums[j];
sum+=nums[left]+nums[right];
if (sum>target)
right--;
else if (sum<target)
left++;
else//sum==target
{
ret.push_back({nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]});
left++;
while (nums[left]==nums[left-1]&&left<right)
left++;
right--;
while (nums[right]==nums[right+1]&&left<right)
right--;
}
}
j++;
while (nums[j]==nums[j-1]&&j<=nums.size()-3)
j++;
}
i++;
while (nums[i]==nums[i-1]&&i<=nums.size()-4)
i++;
}
return ret;
}
};提交结果
