浅谈算法题:最长连续序列

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在算法的世界里,探索数据之间的内在联系与规律,往往能让我们发现简洁而高效的问题解决方案。今天,我们将深入探讨一个经典问题——最长连续序列。这个问题要求我们在一个未排序的整数数组中找出数字连续的最长序列,尽管这些序列在原数组中的排列可能是杂乱无章的。通过设计并实现一个时间复杂度为O(n)的算法,我们不仅能提升解决问题的能力,还能深刻理解数据结构与算法设计之美。

一、 题目描述

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二、 简单分析下题目

给定一个未排列的整数数组,找出数字连续的最长序列。关键点在哪?数字连续,这代表什么,后一个数字相较于前一个数字大1 ,还有一点就是,连续序列中最小的数字在头部,只要在数组中没有比该元素小1的元素,这个元素就可以成为头部,然后根据这个头部在数组中找出他的数字连续的序列

上面讲的可能有点云里雾里,再整理一下深入分析分析:

你要找到数字连续的序列,你先得确认头部,如果一个数n,数组中不存在比n小1的元素,那么他就可以成为这个序列的头部。什么叫连续,后一个数字相较于前一个数字大1 ,换句话说就是前一个数字比后一个数字小1,如果不存在比这个数小1的元素,那这个数就是一个连续序列的头部。(不是小1,小2,3...这就不是连续了,这就断啦)

将头部确认为n之后,你就要开始在数组中寻找n数字连续序列,找到一个后,将n+1,并将序列长度+1,这就找到了其中一个连续序列,循环重复上述操作,找到最大的数字连续序列,并输出结果

根据这样子分析可以引出下面解法

三、 解法

var longestConsecutive = function(nums) {
    let map = new Map();
    for(let i=0; i<nums.length; i++) {
        map.set(nums[i], true);
    }
    let longestStreak = 0;
    for(let i=0; i<nums.length; i++) {
        if(!map.get(nums[i] - 1)) {
            let currentNum = nums[i];
            let currentStreak = 1;
            while(map.get(currentNum + 1)) {
                currentNum += 1;
                currentStreak += 1;
            }
            longestStreak = Math.max(longestStreak, currentStreak);
        }
    }
    return longestStreak;
};

代码解释:

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四、 输出结果:

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五、 性能分析与优化

该算法的时间复杂度主要由两部分组成:一是构建哈希表的时间,二是遍历哈希表并查找连续序列的时间。由于每个元素只被访问一次,总的时间复杂度为O(n),满足题目要求。空间复杂度也是O(n),因为需要存储所有元素于哈希表中。

在实际应用中,如果内存资源有限,可以考虑一些优化策略,比如使用更节省空间的数据结构,或者针对特定数据分布设计更高效的过滤机制,但这些通常会牺牲一部分时间效率。

六、 结语

探索最长连续序列的算法之旅,不仅是一次对数据结构和算法设计原理的深刻实践,更是对优化思维与问题解决能力的锻炼。通过理解并实现O(n)复杂度的解决方案,我们再次见证了算法之美——以简洁高效的方式揭示数据背后的规律,为解决复杂问题提供了可能。在未来的学习与工作中,持续探索和掌握更多高效算法,将是我们提升技术实力、应对挑战的重要途径。