无序数组排序后的最大相邻值

针对无序整型数组,通过优化算法降低时间复杂度,求解排序后的最大相邻元素差值。文章介绍了两种方法:一是利用计数排序思想,创建新数组并统计连续0值;二是应用桶排序,分桶存储元素,计算桶间最大差值。这两种方法都避免了O(nlogN)的排序时间复杂度。

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       题目:
       有一个无序整形数组,如何求出该数组排序后的任意两个相邻元素的最大差值,要求时间和空间复杂度尽可能低
       解题思路:
       1.使用任意一种复杂度为O(nlogN)的排序算法给原来的数组排序,然后遍历数组,对每相邻的元素求差,可得出。
       但是这种时间复杂度太高
       2.利用计数排序的思想,先求出最大值Max和最小值min的区间长度k(k=max-min+1),以及偏移量d = min;
       创建一个长度为k的新数组Array
       遍历原数组,每遍历一个元素,就把新数组array对应下标的值+1,例如原数组的元素值为n,则将Array[n-min]的值加一,遍历结束后,Array的一部分变为1或者更高的数,一部分元素的值热然是0,
       遍历新数组Array,统计出Array中连续出现0值的次数加一,即为相邻元素最大差值,

       3.桶排序,
       利用桶排序的思想,根据原数组的长度n,创建出n个桶,每一个桶代表区间范围,其中第一个桶从原数组的最小值Min开始,区间跨度为(max - min)/(n-1)
       遍历原数组,把原数组每一个元素插入到对应的桶中,记录每一个桶的最大值和最小值
       遍历所有的桶,统计出每一个桶的最大值,和这个桶右侧非空桶的最小值的差,数值最大的即为原数组排序后的最大相邻差值。
       代码如下

public class getMaxSortedDistance {
    public static int getMaxSortedDistance(int[] array){
        //1.得到数列的最大值和最小值
        int max = array[0];
        int min = array[0];
        for(int i=1;i<array.length;i++){
            if(array[i] > max){
                max = array[i];
            }
            if(array[i]< min){
                min = array[i];
            }
        }
        int d = max -min;
        //如果max和min相等,说明数组所有元素都相等,返回0
        if(d == 0){
            return 0;
        }
        //2.初始化桶
        int bucketNum = array.length;
        Bucket[] buckets = new Bucket[bucketNum];
        for(int i=0;i<bucketNum;i++){
            buckets[i] = new Bucket();
        }
        //3.遍历原始数组,确定每个数组的最大最小值
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            //确定数组元素所归属的桶下标
            int index = ((array[i] - min) * (bucketNum - 1) / d);
            if(buckets[index].min == null || buckets[index].min > array[i]){
                buckets[index].min = array[i];
            }
            if(buckets[index].max == null || buckets[index].max < array[i]){
                buckets[index].max = array[i];
            }
        }
        //4.遍历通,找到最大差值
        int leftMax= buckets[0].max;
        int maxDistance = 0;
        for(int i=1;i<buckets.length;i++){
            if(buckets[i].min == null){
                continue;
            }
            if(buckets[i].min - leftMax > maxDistance){
                maxDistance = buckets[i].min - leftMax;
            }
            leftMax = buckets[i].max;
        }
        return maxDistance;
    }

    private static class Bucket{
        Integer min;
        Integer max;
    }

    public static void main(String[] args){
        int[] array = new int[] {2,6,3,5,19,5};
        System.out.println(getMaxSortedDistance(array));
    }
}

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