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LeetCode 第128题
题目描述（中等难度）
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 + 3、n + 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;
}
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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;
}
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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 987654 ，98765 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 ，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，123 和 56，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
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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;
}
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总结
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。
