在Python中查找形成目标和的不同四元组的程序

在Python中查找形成目标和的不同四元组的程序

在Python中,查找形成目标和的不同四元组可以利用双指针的方法来解决。假设有一个数组 nums 和目标值 target,要在数组中找出所有不同的四元组,它们的和等于 target。

首先,可以将数组 nums 排序,假设排序后的数组是 nums_sorted。然后,可以用两个指针 left 和 right 分别指向数组的第一个元素和最后一个元素,用另外两个指针 i 和 j 分别指向 left 和 right 之间的第一个元素和最后一个元素。每次将 i 向右移动一位,j 向左移动一位,判断 nums_sorted[left] + nums_sorted[right] + nums_sorted[i] + nums_sorted[j] 是否等于 target,如果等于 target,则将这个四元组加入结果集中,如果大于 target,则将 right 左移一位,如果小于 target,则将 left 右移一位。

下面是实现双指针查找四元组的 Python 代码:

def fourSum(nums, target):
    def findNsum(nums, target, N, result, results):
        if len(nums) < N or N < 2 or target < nums[0] * N or target > nums[-1] * N:
            return
        if N == 2:
            l, r = 0, len(nums)-1
            while l < r:
                s = nums[l] + nums[r]
                if s == target:
                    results.append(result + [nums[l], nums[r]])
                    l += 1
                    while l < r and nums[l] == nums[l-1]:
                        l += 1
                elif s < target:
                    l += 1
                else:
                    r -= 1
        else:
            for i in range(len(nums)-N+1):
                if i == 0 or (i > 0 and nums[i-1] != nums[i]):
                    findNsum(nums[i+1:], target-nums[i], N-1, result+[nums[i]], results)

    nums.sort()
    results = []
    findNsum(nums, target, 4, [], results)
    return results

这是一个递归函数,其中 N 是指当前处理的是 N 个数的问题,result 保存了当前已经得到的数,results 保存了所有得到的四元组。在函数体内,当 N = 2 时,采用双指针的方法去查找符合条件的两个数;当 N > 2 时,for 循环中调用递归函数去查找符合条件的 N-1 个数。

结论

通过双指针的方法,可以在 Python 中找到形成目标和的不同四元组。这种方法的时间复杂度是 O(n^3),其中 n 是数组的长度。同时,为了避免重复,需要对数组进行排序。

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