Python|Leetcode《1995》|统计特殊四元组

简介: Python|Leetcode《1995》|统计特殊四元组

一、题目描述

题目:统计特殊四元组

难度:简单

描述:给你一个 下标从 0 开始 的整数数组 nums ,返回满足下述条件的 不同 四元组 (a, b, c, d) 的数目 :

  • nums[a] + nums[b] + nums[c] == nums[d]
  • a < b < c < d


示例1

输入:nums = [1,2,3,6]

输出:1

解释:满足要求的唯一一个四元组是 (0, 1, 2, 3) 因为 1 + 2 + 3 == 6 。


示例2

输入:nums = [1,1,1,3,5]

输出:4

解释:满足要求的 4 个四元组如下:

(0, 1, 2, 3): 1 + 1 + 1 == 3

(0, 1, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5

(0, 2, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5

(1, 2, 3, 4): 1 + 1 + 3 == 5


示例3

输入:nums = [3,3,6,4,5]

输出:0

解释:[3,3,6,4,5] 中不存在满足要求的四元组。


提示:

4 <= nums.length <= 50

1 <= nums[i] <= 100


二、题目解析

本题给出的难度为一道简单题,其简单的原因在于题目中提示给出的范围较小,我们使用暴力法(枚举)四个循环能够解决问题,但是这样的时间复杂度显然过高,因此尝试使用另一种解题思路——统计两数之和。


题目中给出的算式是一个四元组,因此我们可以尝试将其分为两部分,一部分为nums[a]+nums[b],另一部分为num[d]-num[c],此时的过程如下:


1.确定四个索引能够取到的范围(n为nums的长度):

a:(0,n-4)

b:(1,n-3)

c:(2,n-2)

d:(1,n-1)

2.得到所有的对于固定的b值考虑当前所有nums[a]+nums[b]的情况;

3.对于所有2的情况,考虑c和d出现的情形(固定索引c的值为b+1,从b+2开始到n-1遍历d的值);

4.通过步骤2、3的结合即可得到所有情况,计算满足条件的次数即可。

每次操作的范围如下(结合代码注释看更容易理解):

image.png

三、解题代码

解法(一)

暴力解法

class Solution:
    def countQuadruplets(self, nums: List[int]) -> int:
        n = len(nums)
        res = 0
        for a in range(n - 3):
            for b in range(a + 1, n - 2):
                for c in range(b + 1, n - 1):
                    for d in range(c + 1, n):
                        if nums[a] + nums[b] + nums[c] == nums[d]:
                            res += 1
        return count

解法(二)

统计两数之和(解析中的解法)

class Solution:
    def countQuadruplets(self, nums: List[int]) -> int:
        ct, res, n = Counter(), 0, len(nums)
        # 首先固定b的位置
        for b in range(1, n - 2):
            # 对于b的位置,每一个前面的位置都能够当作是a
            for a in range(b):
                # 计算a和b的加和,出现相同的和讲该位置的结果+1(Counter可以了解一下)
                ct[nums[a] + nums[b]] += 1
            # 每次固定c的位置为b+1,从b+2开始寻找d
            for d in range(b + 2, n):
                # 找到d-c的位置,有记录则加记录数,没有则加0
                res += ct[nums[d] - nums[b + 1]]
        return res
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