LeetCode 376 摆动序列


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摘要

LeetCode 376「摆动序列」是一道看起来像动态规划,最后发现其实是贪心的经典题

很多人第一反应是:

这不就是求一个子序列吗?那肯定要 DP 啊。

但真正推下来你会发现:

这道题的本质并不在"选哪些数",而在于相邻差值的"趋势变化"

这类问题在现实中非常常见,比如:

  • 股票价格的涨跌节奏分析
  • 传感器数据中的抖动检测
  • 用户行为曲线的趋势变化判断

这篇文章会从直觉出发,慢慢推到最终的 O(n) 贪心解法 ,并给出一份非常好理解的 Swift 实现

描述

题目给了一个整数数组 nums,我们需要找一个子序列(可以删元素,但顺序不能变),满足:

  • 相邻元素的差值
  • 必须在 正数 / 负数 之间严格交替

注意几个容易踩坑的点:

  • 第一个差值可以是正,也可以是负
  • 差值为 0 不算摆动
  • 只有一个元素,或者两个不相等元素,也算摆动序列

目标不是判断是否是摆动序列,而是:

在所有可能的子序列中,找出最长的摆动序列长度。

题解答案

最终结论先给出来:

我们只关心"上一次是上升还是下降",遇到趋势变化就可以计数。

整个过程可以在一次遍历中完成,时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1)

题解代码分析

先用直觉理解摆动序列

我们来看一个最经典的例子:

text 复制代码
[1, 7, 4, 9, 2, 5]

差值是:

text 复制代码
+6, -3, +5, -7, +3

你会发现一件事:

  • 只要方向发生了变化
  • 这个点就值得被保留下来

反过来,如果一直在同一个方向:

text 复制代码
[1, 2, 3, 4, 5]

无论你选多少个,
最多也只能形成一个"上升"差值 ,所以答案是 2

贪心的关键点

我们只维护两个状态:

  • up:当前以 上升差值结尾 的最长摆动序列长度
  • down:当前以 下降差值结尾 的最长摆动序列长度

当遍历到 nums[i] 时:

  • 如果 nums[i] > nums[i-1]

    • 说明出现了上升
    • 可以把之前的 down 接过来
  • 如果 nums[i] < nums[i-1]

    • 说明出现了下降
    • 可以把之前的 up 接过来
  • 相等直接忽略,不产生任何贡献

Swift 可运行 Demo 代码

swift 复制代码
class Solution {

    func wiggleMaxLength(_ nums: [Int]) -> Int {
        if nums.count < 2 {
            return nums.count
        }

        // up 表示以"上升"结尾的最长摆动序列
        // down 表示以"下降"结尾的最长摆动序列
        var up = 1
        var down = 1

        for i in 1..<nums.count {
            if nums[i] > nums[i - 1] {
                // 出现上升趋势
                up = down + 1
            } else if nums[i] < nums[i - 1] {
                // 出现下降趋势
                down = up + 1
            }
            // 相等的情况直接跳过
        }

        return max(up, down)
    }
}

代码逐行拆解

1. 为什么 updown 初始值是 1

因为:

  • 单个元素本身就是摆动序列
  • 不需要任何差值
2. 为什么可以直接覆盖 up / down

这是这道题最"反直觉"的地方。

原因在于:

  • 我们只关心 "最长"
  • 一旦出现新的趋势变化
  • 更短的历史路径已经没有任何价值了

这就是贪心成立的根本原因。

3. 为什么可以忽略相等的情况

因为:

text 复制代码
差值 = 0

既不是正数,也不是负数,
无法构成摆动的一部分,跳过即可。

示例测试及结果

swift 复制代码
let solution = Solution()

print(solution.wiggleMaxLength([1,7,4,9,2,5])) 
// 6

print(solution.wiggleMaxLength([1,17,5,10,13,15,10,5,16,8])) 
// 7

print(solution.wiggleMaxLength([1,2,3,4,5,6,7,8,9])) 
// 2

输出结果:

text 复制代码
6
7
2

与题目示例完全一致。

时间复杂度

只遍历一次数组:

text 复制代码
O(n)

这是题目进阶要求的最优解。

空间复杂度

只使用了常量级变量:

text 复制代码
O(1)

非常适合在性能敏感场景中使用。

总结

LeetCode 376 是一道非常典型的"从 DP 转向贪心"的题

  • 表面是子序列问题
  • 实际是在找"趋势变化点"

这类题在真实工程中非常常见,比如:

  • 股票涨跌节奏分析
  • 用户行为拐点检测
  • 实时信号抖动判断
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