这是Leetcode第220题，给定一个整数数组，问是否存在两个数差距最多为\(t\)，两数的间隔最大为\(k\)。
很明显，这里需要用到一个大小为\(K\)的窗口，每次判断窗口内是否存在每个数差值满足\(<=t\)的条件。每一次都进行朴素的判断，需要用\(O(K)\)的时间复杂度，主体循环一次就是\(O(NK)\)。则，我们优化的目标是，怎么在\(O(1)\)时间判断窗口内是否存在满足条件的数。
这里使用了hash Map的思路，更准确地讲，是桶排序的思想。将每个数\(n\)映射到\(n//t\)的key上，如果\(t\)等于零，则是\(n\)本身，每次判断\(key-1\)和\(key+1\)上面的数即可。具体代码如下：
class Solution:
def containsNearbyAlmostDuplicate(self, nums: List[int], k: int, t: int) -> bool:
n=len(nums)
if t==0 and n==len(set(nums)):
return False
dic = {}
for i, v in enumerate(nums):
# t == 0 is a special case where we only have to check the bucket
# that v is in.
key, offset = (v // t, 1) if t else (v, 0)
for idx in range(key - offset, key + offset + 1):
if idx in dic and abs(dic[idx] - nums[i]) <= t:
return True
dic[key] = v
if i >= k:
# Remove the bucket which is too far away. Beware of zero t.
del dic[nums[i - k] // t if t else nums[i - k]]
return False使用空间来降低时间复杂度是一个很常见的套路了。但更多时候，我们需要思考如下使用空间记录更多的信息，来帮助我们排除干扰，降低时间复杂度。
扩展：
[Leetcode]164. Maximum Gap 最大间距
求一个无序数组排序后相邻数的差距的最小值，如果使用基于比较的排序绝对是\(O(nlogn)\) 的。使用桶在这道题是有天然优势的，最大gap肯定是出现在后一个有效桶的min与前一个有效桶的max之间，不用去比较桶内元素的大小。
具体代码如下：
class Solution:
def maximumGap(self, nums: List[int]) -> int:
if len(nums) <= 1 :
return 0
minValue = 2**31-1
maxValue = -2**31
for num in nums:
minValue = min(minValue, num)
maxValue = max(maxValue, num)
bucket_range = (maxValue - minValue) // len(nums) + 1
bucket_num = ((maxValue - minValue) // bucket_range) + 1
hashmapMax = {}
hashmapMin = {}
for i in range(len(nums)):
bucket_id = (nums[i]-minValue) // bucket_range
if not bucket_id in hashmapMax:
hashmapMax[bucket_id] = nums[i]
hashmapMin[bucket_id] = nums[i]
else:
hashmapMax[bucket_id] = max(hashmapMax[bucket_id],nums[i])
hashmapMin[bucket_id] = min(hashmapMin[bucket_id],nums[i])
prev = 0
res = 0
for i in range(1,bucket_num):
if not i in hashmapMax:
continue
if not prev in hashmapMax:
continue
res = max(res, hashmapMin[i] - hashmapMax[prev])
prev = i
return res[Leetcode]128. Longest Consecutive Sequence 最长连续序列
给定一个未排序的整数数组，找出最长连续序列的长度。要求算法的时间复杂度为 \(O(n)\)。利用Map存储元素nums[i]的值以及其所在连续序列的长度，此时基本只有两种情况：
- 数组中出现过元素nums[i]-1或nums[i]+1，意味着当前元素可以归入左或右序列，那么此时假如左右序列的长度分别为left、right，那么显然加入nums[i]后，这整段序列的长度为 1+left+right，而由于这一整段序列中，只可能在左右两端扩展，所以只需要更新左右两端的value值即可。
- 数组中未出现过元素nums[i]-1或nums[i]+1，意味着当前元素所在的连续序列就是自身（只有自己一个元素）。
另外，注意去重即可
class Solution:
def longestConsecutive(self, nums: List[int]) -> int:
nums_set = set(nums)
dic = {}
res = 0
for num in nums_set:
left = dic.get(num-1,0)
right = dic.get(num+1,0)
cur = left+right+1
dic[num-left] = cur
dic[num+right] = cur
res = max(res,cur)
return res