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📜  最长的子数组,任意两个不同值之间的差值恰好为K(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:40:17.401000             🧑  作者: Mango

最长子数组问题

最长子数组问题(Longest Subarray Problem)是指在一个给定数组中,寻找符合某些特定条件的最长子数组的问题。其中,每一个子数组是由原数组中连续的若干元素组成的。常见的问题有:

  • 最长连续上升子序列
  • 最长不下降子序列
  • 最长公共子序列
  • 最长回文子序列
  • 最长的子数组,任意两个不同值之间的差值恰好为K
最长的子数组,任意两个不同值之间的差值恰好为K

给定一个整数数组A和整数K,找到最长的子数组s,使得s中任意两个不同的元素之间的差恰好为K。

示例:

输入:A = [2, 5, 3, 7, 9, 6, 8, 5, 10, 6], K = 2

输出:5

解释:最长的子数组是[5, 7, 9, 6, 8]

解法

首先,我们需要明确的是,子数组必须是连续的,否则题目没有意义。

另外,我们可以通过枚举所有可能的子数组,然后判断其中任意两个不同元素的差是否恰好为K来解决该问题。但是,这种暴力的方法时间复杂度是O(N^2),对于较长的数组来说很慢。所以,我们需要寻找更快的解法。

我们可以使用一个dictionary或者hash map来存储每一个元素所在的位置,然后使用two pointers(两个指针)来扫描整个数组。首先,让第一个指针i指向数组的开始,第二个指针j指向i+1。这是,我们保证了子数组中至少有两个不同的数字。

然后,我们比较A[j] - A[i]是否恰好为K。如果是的话,我们就让j向右移动一位,扩大子数组的范围。如果不是的话,我们就让i向右移动一位,缩小子数组的范围。

最后,我们选择最长的满足条件的子数组返回即可。

时间复杂度:O(N)

def longest_subarray(A, K):
    dic = {}
    i, j = 0, 1
    res = 0
    while j < len(A):
        if (A[j] - A[i] == K):
            res = max(res, j - i + 1)
            j += 1
        elif (A[j] - A[i] < K):
            j += 1
        else:
            i += 1
    return res 
public static int longestSubarray(int[] nums, int k) {
    int n = nums.length, ans = 0;
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    for (int i = 0, j = 0; i < n; ++i) {
        while (j < n && Math.abs(nums[j] - nums[i]) == k) {
            j++;
        }
        ans = Math.max(ans, j - i);
        map.put(nums[i], i);
        if (map.containsKey(nums[i] + k) && map.get(nums[i] + k) < i) {
            ans = Math.max(ans, i - map.get(nums[i] + k) + 1);
        }
    }
    return ans;
}
复杂度分析
  • 时间复杂度:O(N)。一次循环过程中,j向右移动了N次,i向右移动了不超过N次,因此时间复杂度为O(N)。
  • 空间复杂度:O(K)。使用了一个dictionary来存储每一个元素的位置,最多存储K个元素的位置,空间复杂度为O(K)。
参考文献