【LC128】最长连续序列,哈希

文章介绍了如何在C++中使用unordered_set解决寻找最长连续序列的问题,要求时间复杂度为O(n)。通过建立哈希集合存储数字,遍历过程中查找无前驱元素的数作为序列起点,从而避免排序或使用二叉平衡树导致的O(nlogn)复杂度,确保算法效率。

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在这里插入图片描述要求O(n)的时间复杂度是本题难点,如果排序或使用二叉平衡树、红黑树(C++ map,set)来解决,复杂度是O(nlogn),只能采用哈希。
C++中的哈希是unordered_set和unordered_map,本题用unordered_set。
unordered_set是没有自动排序的,如果一个个遍历,寻找连续的元素,复杂度会成n方,这里采用一个巧妙的方法:
对于x1,x2,x3…,xn,最长的连续序列,应该是从x1开始,x1满足一个x2-xn不满足的条件,就是x1在set中没有前驱元素x1-1
这样就只会遍历n次,单次遍历复杂度为1,就有了On的算法

class Solution {
public:
    int longestConsecutive(vector<int>& nums) {
        unordered_set<int> numSet;
        for(auto num : nums){
            numSet.insert(num);
        }

        int left = 0, right = 0, ans = 0;
        if (nums.size() > 0) ans=1;
        for(auto num : numSet){
            if (numSet.count(num-1) == 0){
                left = num-1;
                right = num;
                while(numSet.count(num+1)){
                    right++;
                    num++;
                }
                ans = max(ans, right-left);
            }
        }

        return ans;
    }
};
### 使用哈希表实现最长连续序列算法 #### 方法概述 为了在 O(n) 时间复杂度内解决问题,可以采用基于哈希集合的方法来寻找最长的连续序列。该方法通过构建一个无序集合作为数据结构的一部分,从而允许快速查找是否存在某个特定数值。 对于每一个元素 num,在未访问过的条件下尝试向两个方向扩展——即向上探索 `num + 1` 和向下探索 `num - 1` 是否存在于当前建立起来的数据集中;如果存在,则继续沿此路径前进直到无法再延长为止,并在此过程中维护最大长度变量以记录迄今为止发现的最大连续子串大小[^1]。 #### 实现细节 具体来说,当遍历输入列表中的各个数字时: - 如果某数已被标记过则跳过它; - 否则初始化计数器并分别检查其相邻位置是否位于散列容器之内; - 更新全局最优解以及局部连贯片段尺寸直至完成整个迭代过程。 以下是 C++ 中的一个可能实现方式: ```cpp #include <unordered_set> #include <vector> using namespace std; int longestConsecutive(vector<int>& nums) { unordered_set<int> num_set(nums.begin(), nums.end()); int longestStreak = 0; for (const auto& num : num_set) { // Only start counting from the beginning of a sequence if (!num_set.count(num - 1)) { int currentNum = num; int currentStreak = 1; while (num_set.count(currentNum + 1)) { currentNum += 1; currentStreak += 1; } longestStreak = max(longestStreak, currentStreak); } } return longestStreak; } ``` 上述代码段展示了如何利用C++标准库提供的`std::unordered_set`类模板创建一个高效的查找机制,进而支持常量平均情况下插入/删除操作的时间性能需求。此外还体现了只针对那些可能是潜在起点(也就是不存在前驱节点的情况)执行进一步探测逻辑的设计考量。
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