题目描述(困难难度)

给一个数组,求出连续的数字最多有多少个,时间复杂度要求是 O(n)

解法一

首先想一下最直接的暴力破解。我们可以用一个 HashSet 把给的数组保存起来。然后再考虑数组的每个数,比如这个数是 n,然后看 n + 1 在不在 HashSet 中,然后再看 n + 2 在不在,接下来 n + 3n + 4 直到在 HashSet 中找不到,记录当前的长度。然后继续考虑下一个数,并且更新最长的长度。

public int longestConsecutive(int[] nums) { HashSet<Integer> set = new HashSet<>(); for (int i = 0; i < nums.length; i++) { set.add(nums[i]); } int max = 0; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { int num = nums[i]; int count = 0; while (set.contains(num)) { count++; num += 1; } max = Math.max(max, count); } return max; } 

当然时间复杂度不符合题意了,我们想一下优化方案。

上边的暴力破解有一个问题就是做了很多没必要的计算,因为我们要找最长的连续数字。所以如果是数组 54367,当我们遇到 5 的时候计算一遍 567。遇到 4 又计算一遍 4567。遇到 3 又计算一遍 34567。很明显从 3 开始才是我们想要的序列。

换句话讲,我们只考虑从序列最小的数开始即可。实现的话,当考虑 n 的时候,我们先看一看 n - 1 是否存在,如果不存在,那么从 n 开始就是我们需要考虑的序列了。否则的话,直接跳过。

public int longestConsecutive(int[] nums) { HashSet<Integer> set = new HashSet<>(); for (int i = 0; i < nums.length; i++) { set.add(nums[i]); } int max = 0; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { int num = nums[i]; //n - 1 是否存在 if (!set.contains(num - 1)) { int count = 0; while (set.contains(num)) { count++; num += 1; } max = Math.max(max, count); } } return max; } 

这个时间复杂度的话就是 O(n) 了。虽然 for 循环里套了 while 循环,但每个元素其实最多也就是被访问两次。比如极端情况 98765498765 循环的时候都不会进入 while 循环,只有到 4 的时候才进入了 while 循环。所以总共的话, 98765 也只会被访问两次,所以时间复杂度就是 O(n) 了。

解法二

参考 这里-solution-Accepted>) ,虽然不容易直接想到,但还是有迹可循的。

本质上就是把连续的序列进行合并,思路就是考虑我们先解决了小问题,然后大问题怎么解决。

假如我们已经了有连续的序列,12356,并且序列的边界保存了当前序列的长度。 1 2 3 3 3 <- 序列长度 5 6 2 2 <- 序列长度 此时来了一个数字 4 我们只需要考虑 4 - 1 = 3,以 3 结尾的序列的长度 以及 4 + 1 = 5,以 5 开头的序列的长度 所以当前就会得到一个包含 4 的,长度为 3 + 1 + 2 = 6 的序列 1 2 3 4 5 6 3 3 2 2 <- 序列长度 此时把两个边界的长度进行更新 1 2 3 4 5 6 6 3 2 6 <- 序列长度 此时如果又来了 7 我们只需要考虑 7 - 1 = 6,以 6 结尾的序列的长度 以及 7 + 1 = 8,以 8 开头的序列的长度,但是不存在以 8 开头的序列,所以这个长度是 0 所以当前就会得到一个包含 7 的,长度为 6 + 1 + 0 = 7 的序列 1 2 3 4 5 6 7 6 3 2 6 <- 序列长度 此时把两个边界的长度进行更新 1 2 3 4 5 6 7 7 3 2 6 7 <- 序列长度 

实现的话,我们可以用一个 HashMap ,存储以当前 key 为边界的连续序列的长度。可以再结合代码理解一下。

public int longestConsecutive(int[] nums) { HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>(); int max = 0; for (int i = 0; i < nums.length; i++) { int num = nums[i]; //已经考虑过的数字就跳过,必须跳过,不然会出错 //比如 [1 2 1] //最后的 1 如果不跳过,因为之前的 2 的最长长度已经更新成 2 了,所以会出错 if(map.containsKey(num)) { continue; } //找到以左边数字结尾的最长序列,默认为 0 int left = map.getOrDefault(num - 1, 0); //找到以右边数开头的最长序列,默认为 0 int right = map.getOrDefault(num + 1, 0); int sum = left + 1 + right; max = Math.max(max, sum); //将当前数字放到 map 中,防止重复考虑数字,value 可以随便给一个值 map.put(num, -1); //更新左边界长度 map.put(num - left, sum); //更新右边界长度 map.put(num + right, sum); } return max; } 

两种思路其实都是正常的操作,仔细想的话还是可以想出来的。

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