最长连续序列代码中的细节解读

最长连续序列

一、题目概述

给定一个未排序的整数数组 nums ，找出数字连续的最长序列（不要求序列元素在原数组中连续）的长度。

请你设计并实现时间复杂度为 O(n) 的算法解决此问题。

原题地址：https://leetcode.cn/problems/longest-consecutive-sequence/description/?envType=study-plan-v2&envId=top-100-liked

解题说明官方说的很清楚了，我这里只对代码中的细节做一下笔记。

class Solution {
public:
    int longestConsecutive(vector<int>& nums) {
        unordered_set<int> num_set;

        for(const int& i : nums){
            num_set.insert(i);
        }  

        int longest = 0;

        for(const int& i : nums){
            if(!num_set.count(i - 1)){

                int currentNum = i;
                int currentLen = 1;
                while(num_set.count(currentNum + 1)){
                    currentLen += 1;
                    currentNum += 1;
                }
                longest = max (longest,currentLen);
            }
        }
        return longest;
    }
    
};

二、 unordered_set说明

在 C++ 中，std::unordered_set 是一个非常有用的容器，它是标准模板库（STL）的一部分。std::unordered_set 提供了一种方式来存储唯一元素的集合，其内部实现基于哈希表。由于哈希表的特性，std::unordered_set 在很多方面与 std::set 相区别，尤其是在性能和存储组织方面。

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（一）主要特性和用途：

唯一性：

与 std::set 一样，unordered_set 中的每个元素都必须是唯一的。

无序：

不同于基于红黑树的 std::set，unordered_set 中的元素是无序存储的。这意味着你不能依赖于元素的任何排序。

哈希表实现：

unordered_set 使用哈希表来存储元素。因此，它的性能对于哈希函数的质量非常敏感。

（二）性能特点：

平均时间复杂度：

• 插入操作：O(1)。在最佳情况下，向 unordered_set 插入一个新元素的时间复杂度是常数级的。
• 查找操作：O(1)。查找元素的平均时间复杂度也是常数级的，这是哈希表的一个显著优势。
• 删除操作：O(1)。删除特定元素的平均时间复杂度同样是常数级的。

最坏情况时间复杂度：

在最坏的情况下（例如所有元素都映射到同一个哈希桶中），这些操作的时间复杂度会退化到 O(n)。

（三）使用场景：

• 当你需要快速查找、插入和删除元素，并且不关心元素的顺序时，unordered_set 是一个很好的选择。
• 适用于需要唯一元素集合的场景，但与 std::set 不同，它不提供任何排序保证。

三、使用 const 和引用符号 & 在 for 循环中有特定的目的和优势：

（一）使用 const：

const 关键字用于指定变量的值是不可修改的。
在这个上下文中，它表示 num 是一个不可变的引用。这是一个良好的编程实践，尤其是在遍历容器而不需要修改元素的情况下，因为它可以防止在循环内部意外修改元素的值。

（二）使用引用符号 &：

• 引用符号 & 用于创建一个变量的引用，而不是拷贝。在这段代码中，num 是 nums 集合中每个元素的引用。这意味着循环在迭代过程中不会创建 nums 中元素的副本，从而提高了效率，尤其是在遍历大型对象或容器时。

• 如果不使用引用（即不使用 &），循环会为 nums 集合中的每个元素创建一个副本，这会增加额外的内存和性能开销。对于基本数据类型（如 int），这种开销可能微不足道，但对于大型或复杂的对象类型，使用引用可以显著提高效率。

• for (const int& num : nums) 这种写法是一种高效且安全的迭代方式，它确保了循环过程中不会意外修改集合元素，同时避免了不必要的复制，提升了性能。这是一种符合 C++ 最佳实践的写法。

道阻且行，未来可期。