LeetCode—— Longest Consecutive Sequence(128)

本文介绍了一种在未排序整数数组中寻找最长连续元素序列的算法,通过使用哈希表优化搜索过程,确保算法复杂度为O(n),并提供了解决方案的详细代码实现。

Given an unsorted array of integers, find the length of the longest consecutive elements sequence.

Your algorithm should run in O(n) complexity.

Example:

Input: [100, 4, 200, 1, 3, 2]
Output: 4
Explanation: The longest consecutive elements sequence is [1, 2, 3, 4]. Therefore its length is 4.

分析:

如果我们要找最长连续序列,以3为例,我们会从两个方向找,即3+1和3-1两个方向,一直延伸下去直到找不到为止,1<-2<-3->4,这样我们如果从3开始,就得到3的连续最长序列是4。同样的,如果我们找4的最长连续序列,1<-2<-3<-4,4的最长连续序列也是4,可以发现,我们上面进行了重复的计算,因为1,2,3,4这个连续序列里,每个数的最长连续序列大小都等于4。于是我们可以做出优化,用哈希表存储所有值,如果该数在最长连续序列中,则从哈希表里删除,避免重复计算。

代码:
 

class Solution {
public:
    int longestConsecutive(vector<int>& nums) {
        if(nums.empty())
            return 0;
        unordered_set<int> s(nums.begin(), nums.end());
        int max=1;
        for(int n:nums)
        {
            if(s.find(n)==s.end()) continue;
            s.erase(n);
            int pre=n-1;
            int next=n+1;
            int sum=1;
            while(s.find(pre)!=s.end())
            {
                ++sum;
                s.erase(pre);
                --pre;
            }
            while(s.find(next)!=s.end())
            {
                ++sum;
                s.erase(next);
                ++next;
            }
            max = max>sum?max:sum;
        }
        return max;
    }
};

 

### LeetCode128题 Python 解法 对于LeetCode128题——最长连续序列(Longest Consecutive Sequence),一种有效的解决方案是利用哈希表来实现。这种方法的时间复杂度为O(n)[^5]。 算法的主要思路是在遍历数组的同时,使用集合(set)存储所有的数。这样可以在常量时间内判断某个数值是否存在。为了找到最长的连续序列,针对每一个数字num,在集合中寻找num+1, num+2...直到找不到为止;同时也向负方向探索num-1, num-2...停止条件同样是遇到不存在于集合中的值。但是这种双向扩展的方式存在大量冗余计算,因为如果已经从较小的那个起点开始计算过一次完整的序列,则后续再碰到这个区间内的其他点时无需再次展开搜索。 优化后的策略是从仅从未被访问过的端点出发尝试构建可能存在的最大长度链路,并标记沿途经过的所有节点防止重复处理。具体做法如下: ```python def longestConsecutive(nums): longest_streak = 0 num_set = set(nums) for num in num_set: if num - 1 not in num_set: # 只有当当前数字是潜在序列最小值的时候才进入此逻辑 current_num = num current_streak = 1 while current_num + 1 in num_set: current_num += 1 current_streak += 1 longest_streak = max(longest_streak, current_streak) return longest_streak ``` 上述代码通过只对可能是新序列起始位置的元素执行内部循环,从而大大减少了不必要的运算次数[^5]。
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