【leetcode】Longest Consecutive Sequence(hard)☆

本文介绍了一种寻找整数数组中最长连续元素序列的算法,并提供了两种实现方式。一种利用哈希映射高效处理边界信息,另一种则通过哈希集合去除重复元素并记录连续序列的边界。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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

For example,
Given [100, 4, 200, 1, 3, 2],
The longest consecutive elements sequence is [1, 2, 3, 4]. Return its length: 4.

Your algorithm should run in O(n) complexity.

 

思路:先把大神的方法亮出来

use a hash map to store boundary information of consecutive sequence for each element; there 4 cases when a new element i reached:

1) neither i+1 nor i-1 has been seen: m[i]=1;

2) both i+1 and i-1 have been seen: extend m[i+m[i+1]] and m[i-m[i-1]] to each other;

3) only i+1 has been seen: extend m[i+m[i+1]] and m[i] to each other;

4) only i-1 has been seen: extend m[i-m[i-1]] and m[i] to each other.

int longestConsecutive(vector<int> &num) {
    unordered_map<int, int> m;
    int r = 0;
    for (int i : num) {
        if (m[i]) continue; //跳过重复
        r = max(r, m[i] = m[i + m[i + 1]] = m[i - m[i - 1]] = m[i + 1] + m[i - 1] + 1); //如果新的数字把左右连起来了,则把该连起来的序列的第一个数m[i - m[i - 1]]和最后一个数字m[i + m[i + 1]] 设为新的长度!
    }
    return r;
}

 

下面是我自己写的,可谓血与泪的历史。

首先O(n)表示一定不能排序, 那如何获得左右邻接的信息呢。 肯定要用hash了。结果花了2个小时,写了一个超复杂的代码。虽然AC,但是.......唉...................................................

int longestConsecutive(vector<int> &num) {
        //去重复
        unordered_set<int> s;
        for(int i = 0; i < num.size(); i++)
        {
            if(s.find(num[i]) == s.end())
                s.insert(num[i]);
            else
                num.erase(num.begin() + (i--));
        }
        
        int maxlen = 0;
        unordered_map<int, int> first; //记录每个连续序列的第一个数字在record中的哪个位置
        unordered_map<int, int> last; //记录每个连续序列的最后一个数字在record中的哪个位置
        vector<vector<int>> record; //记录每个连续序列的第一个数字和最后一个数字是什么
        for(int i = 0; i < num.size(); i++)
        {
            int pre, post;
            unordered_map<int, int>::iterator f = first.find(num[i] + 1);
            unordered_map<int, int>::iterator l = last.find(num[i] - 1);
            if(f != first.end() && l != last.end())
            {
                pre = l->second;
                post = f->second;
                //修改hash表
                last.erase(record[pre][1]);
                first.erase(record[post][0]);
                last[record[post][1]] = pre;
                //修改记录的区间
                record[pre][1] = record[post][1];
                maxlen = (maxlen > record[pre][1] - record[pre][0] + 1) ? maxlen :  record[pre][1] - record[pre][0] + 1;
                record[post].clear();
            }
            else if(f != first.end())
            {
                post = f->second;
                //修改hash
                first.erase(record[post][0]);
                first[num[i]] = post;
                //修改区间
                record[post][0] = num[i];
                maxlen = (maxlen > record[post][1] - record[post][0] + 1) ? maxlen :  record[post][1] - record[post][0] + 1;
            }
            else if(l != last.end())
            {
                pre = l->second;
                last.erase(record[pre][0]);
                last[num[i]] = pre;

                record[pre][1] = num[i];
                maxlen = (maxlen > record[pre][1] - record[pre][0] + 1) ? maxlen :  record[pre][1] - record[pre][0] + 1;
            }
            else
            {
                record.push_back(vector<int>(2, num[i]));
                first[num[i]] = record.size() - 1;
                last[num[i]] = record.size() - 1;
                maxlen = (maxlen > 1) ? maxlen : 1;
            }
        }
        return maxlen;
    }

 

<think>好的,我现在需要帮助用户理解他们提供的C++代码段。首先,我会仔细阅读代码,看看它做了什么。 代码中有两个部分:首先声明了一个`unordered_set<int> num_set;`,然后遍历`nums`中的每个元素,将它们插入到`num_set`中。作者是力扣官方题解,可能这段代码是用于解决最长连续序列问题的。 用户可能想知道这段代码的作用以及它在特定问题中的用途。需要解释`unordered_set`的特点,比如快速查找、去重等。然后循环部分,将`nums`中的每个元素插入到集合中,这样可以去重,并为后续的查找操作做准备。 接下来要考虑用户可能的背景。可能是刚开始学习C++或者算法,对STL容器不熟悉。需要用简单易懂的语言解释,避免使用过多术语,但又要准确。比如,解释`unordered_set`是基于哈希表实现的,插入和查找的平均时间复杂度是O(1),这样在处理大量数据时效率高。 然后,这段代码可能出现在最长连续序列的问题中,比如LeetCode 128题。那个问题需要找到一个未排序数组中数字连续的最长序列的长度。通常的解法是先利用集合去重,然后遍历每个数字,检查是否是序列的起点,再逐次查找下一个数字是否存在。因此,这个`num_set`的创建是为了后续的查找操作,提高效率。 用户可能没有说明具体的应用场景,但根据代码来源,可以推测是用于这个问题。需要指出这段代码的作用是预处理数据,去重并存储在哈希集合中,以便快速查询。 另外,需要注意代码中的细节,比如循环中使用`const int& num`来避免不必要的拷贝,提高效率。虽然对于基本类型int来说,用不用引用区别不大,但这也是一种良好的编程习惯。 最后,要确保解释清晰,结构合理,先介绍代码的结构,再解释每个部分的作用,最后联系到实际问题中的应用,帮助用户全面理解。</think>这段代码的作用是**将数组 `nums` 中的所有元素存入一个哈希集合(`unordered_set`)中,实现去重和快速查找**。以下是逐行解析: --- ### 代码解析 ```cpp unordered_set<int> num_set; // 1. 声明一个无序集合(基于哈希表实现) for (const int& num : nums) { // 2. 遍历数组 nums 中的每个元素 num num_set.insert(num); // 3. 将 num 插入集合(自动去重) } ``` --- ### 关键点说明 1. **`unordered_set` 的特性**: - **去重**:若 `nums` 中有重复元素,集合中只会保留一个。 - **快速查找**:基于哈希表实现,插入和查找的平均时间复杂度为 $O(1)$。 - **无序存储**:元素不按顺序存储( `set` 不同)。 2. **循环的作用**: - 将数组 `nums` 的每个元素存入集合,为后续操作(如“检查某个值是否存在”)做准备。 --- ### 典型应用场景(如 LeetCode 128. 最长连续序列) 在这类问题中,这段代码常用于: 1. **去重**:避免重复元素干扰连续序列的计算。 2. **快速查询**:后续通过 `num_set.count(num+1)` 等操作,快速判断某个值是否存在,从而统计连续序列长度。 --- ### 代码对比:为什么用 `unordered_set` 而不是其他容器? | 容器 | 特点 | |------------------|---------------------------------------------------------------------| | `vector` | 不去重,查找效率低($O(n)$) | | `set` | 自动排序,但插入和查找效率为 $O(\log n)$ | | `unordered_set` | 无序,但插入和查找效率最高($O(1)$),**最适合当前需求** | --- ### 示例说明 假设输入 `nums = [3, 1, 2, 2, 4]`,执行代码后: - `num_set` 中的内容为 `{1, 2, 3, 4}`(去重且无序存储)。 - 后续可通过 `num_set.find(3)` 快速判断数字 `3` 是否存在。 --- ### 总结 这段代码是**预处理数据的常见操作**,核心目的是通过哈希集合实现: 1. 去重 2. 为后续高频查找提供 $O(1)$ 时间复杂度的支持
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