最长连续序列-哈希

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。

示例 1：

输入：nums = [100,4,200,1,3,2]
输出：4
解释：最长数字连续序列是 [1, 2, 3, 4]。它的长度为 4。
示例 2：

输入：nums = [0,3,7,2,5,8,4,6,0,1]
输出：9

提示：

0 <= nums.length <= $10^5$
$-10^9$ <= nums[i] <= $10^9$

转：https://leetcode.cn/problems/longest-consecutive-sequence/solution/zui-chang-lian-xu-xu-lie-by-leetcode-solution/

我们考虑枚举数组中的每个数 x，考虑以其为起点，不断尝试匹配 x+1, x+2,⋯ 是否存在，假设最长匹配到了 x+y，那么以 x 为起点的最长连续序列即为 x, x+1, x+2,…x+y，其长度为 y+1，我们不断枚举并更新答案即可。

对于匹配的过程，暴力的方法是 O(n) 遍历数组去看是否存在这个数，但其实更高效的方法是用一个哈希表存储数组中的数，这样查看一个数是否存在即能优化至O(1) 的时间复杂度。

仅仅是这样我们的算法时间复杂度最坏情况下还是会达到 O(n^2)（即外层需要枚举 O(n)个数，内层需要暴力匹配 O(n) 次），无法满足题目的要求。但仔细分析这个过程，我们会发现其中执行了很多不必要的枚举，如果已知有一个 x, x+1, x+2⋯,x+y 的连续序列，而我们却重新从 x+1，x+2 或者是 x+y 处开始尝试匹配，那么得到的结果肯定不会优于枚举 x 为起点的答案，因此我们在外层循环的时候碰到这种情况跳过即可。

那么怎么判断是否跳过呢？由于我们要枚举的数 x 一定是在数组中不存在前驱数 x-1的，不然按照上面的分析我们会从 x-1 开始尝试匹配，因此我们每次在哈希表中检查是否存在 x-1 即能判断是否需要跳过了。

class Solution:
    def longestConsecutive(self, nums: list) -> int:
        longest_len = 0
        num_set = set(nums)

        for num in num_set:
            if num - 1 not in num_set:
                current_num = num
                current_len = 1

                while current_num + 1 in num_set:
                    current_num += 1
                    current_len += 1

                longest_len = max(longest_len, current_len)

        return longest_len

增加了判断跳过的逻辑之后，时间复杂度是多少呢？外层循环需要 O(n) 的时间复杂度，只有当一个数是连续序列的第一个数的情况下才会进入内层循环，然后在内层循环中匹配连续序列中的数，因此数组中的每个数只会进入内层循环一次。根据上述分析可知，总时间复杂度为 O(n)，符合题目要求。

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 为数组的长度。具体分析已在上面正文中给出。

• 空间复杂度：O(n))。哈希表存储数组中所有的数需要 O(n) 的空间。