import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
/**
 * 給定一個包含n 個整數的陣列nums和一個目標值target，
 * 判斷nums中是否存在四個元素 a，b，c和 d，
 * 使得a + b + c + d的值與target相等？找出所有滿足條件且不重複的四元組。
 *
 * 答案中不可以包含重複的四元組。
 *
 * 給定陣列 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。
 *
 * 滿足要求的四元組集合為：
 * [
 *   [-1,  0, 0, 1],
 *   [-2, -1, 1, 2],
 
 *   [-2,  0, 0, 2]
 * ]
 * 
 * 解題思路：
 *        首先我們對陣列進行排序，然後定義三個指標，
 *        分別指向 當前遍歷索引的 下一個 當前遍歷索引的 下一個的下一個 和 陣列 最後一個元素的索引位置
 *        在計算的過程當中，我們需要防止重複數字的重複計算。
 */
public class FourSum18 {

    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
 
        int n = nums.length;
        if(n < 4) return res;
        Arrays.sort(nums);
        for(int i = 0; i < n; i ++){
            //防止相同數字重複計算，造成結果相同
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            for(int j = i + 1; j < n; j ++){
                //防止相同數字重複計算，造成結果相同
 
                if(j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                //定義指標 指向 j 的下一位
                int l = j + 1;
                //定義指標 指向 陣列的 最後一個元素的索引 位置
                int r = n - 1;

                while(l < r){
                    //計算四個數之和
                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[l] + nums[r];
                    if(sum == target){
                        res.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[l],nums[r]));
                        while(l < r && nums[l] == nums[l + 1]) {
                            l++;
                        }
                        while(l < r && nums[r] == nums[r - 1]) {
                            r--;
                        }
                        l ++;
                        r --;
                    }else if(sum < target){
                        l ++;
                    }else {
                        r --;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        FourSum18 fs = new FourSum18();
        int[] nums = {1, 0, -1, 0, -2, 2};
        int target = 0;
        List<List<Integer>> lists = fs.fourSum(nums, target);
        System.out.println(lists);
    }
}
題目來源：力扣官方