news 2026/1/15 2:25:00

C++实现漂亮数组问题的高效解法

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
C++实现漂亮数组问题的高效解法

漂亮数组问题是算法领域中一道经典的分治策略应用题目,其核心定义为:对于一个长度为 n 的数组 A,若对任意满足 i < k < j 的三元组 (i, k, j),都不存在等式 A[i] + A[j] = 2 \times A[k],则称数组 A 为漂亮数组。本文将基于分治思想,提供两种C++实现方案,兼顾效率与可读性。
一、问题核心分析
观察漂亮数组的定义,等式 A[i] + A[j] = 2 \times A[k] 本质是要求数组中不存在等差子序列。
从奇偶性角度可推导关键性质:
1. 奇数 + 偶数 = 奇数,无法被 2 整除,因此奇数数组和偶数数组拼接后,不会产生跨区间的等差三元组。
2. 若数组 A 是漂亮数组,则 2 \times A - 1(全奇变换)和 2 \times A(全偶变换)得到的数组也为漂亮数组。
基于此,分治策略的思路为:递归将数组拆分为左奇右偶两部分,分别构造漂亮数组后拼接,最终得到结果。
核心逻辑说明
- 递归版:通过递归将问题分解为更小的子问题,分别构造左右子数组后,进行奇偶变换再拼接。
- 迭代版:从长度为1的数组开始,循环进行奇偶扩展,直到数组长度达到 n,避免了递归的栈开销。

复杂度分析
- 时间复杂度:O(n \log n),每次递归/迭代都会遍历当前数组,总共需要 \log n 层。
- 空间复杂度:递归版 O(n \log n)(栈空间+结果空间),迭代版 O(n)(仅结果空间)。


总结
本文提供的两种方案均基于分治策略,从奇偶性角度切入,完美解决漂亮数组的构造问题。递归版适合理解算法思想,迭代版更适合实际工程应用。该思路不仅适用于漂亮数组问题,还可迁移到其他涉及等差序列排除的算法场景中。

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