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在Java编程中，处理数组是一项常见的任务。有时候，我们需要将一个有序数组按照元素是否连续进行分组。这种操作在数据处理、统计分析等领域非常有用。本文将详细介绍如何在Java中实现这一功能，并提供完整的代码示例。
假设我们有一个有序的整数数组，例如：
int[] arr = {1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10};
我们的目标是将这个数组按照元素是否连续进行分组，最终得到如下结果：
[[1, 2, 3], [5, 6], [8, 9, 10]]
也就是说，连续的整数被分到同一个组中，不连续的整数则分到不同的组中。
要解决这个问题，我们可以采用以下步骤：
下面是一个完整的Java代码示例，展示了如何实现上述思路：
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class GroupConsecutiveNumbers {
public static List<List<Integer>> groupConsecutive(int[] arr) {
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
if (arr == null || arr.length == 0) {
return result;
}
List<Integer> currentGroup = new ArrayList<>();
currentGroup.add(arr[0]);
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] == arr[i - 1] + 1) {
// 连续，添加到当前组
currentGroup.add(arr[i]);
} else {
// 不连续，创建新组
result.add(currentGroup);
currentGroup = new ArrayList<>();
currentGroup.add(arr[i]);
}
}
// 添加最后一个组
result.add(currentGroup);
return result;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10};
List<List<Integer>> grouped = groupConsecutive(arr);
for (List<Integer> group : grouped) {
System.out.println(group);
}
}
}
初始化：我们首先创建一个result列表，用于存储最终的分组结果。如果输入数组为空或为null，则直接返回空列表。
遍历数组：从数组的第二个元素开始遍历（索引为1），并与前一个元素进行比较。
判断连续性：如果当前元素与前一个元素连续（即arr[i] == arr[i - 1] + 1），则将当前元素添加到当前组中。否则，将当前组添加到result列表中，并创建一个新的组。
添加最后一个组：在遍历结束后，将最后一个组添加到result列表中。
输出结果：在main方法中，我们调用groupConsecutive方法，并打印分组结果。
为了确保代码的正确性，我们可以进行一些测试。例如：
int[] arr1 = {1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10};
int[] arr2 = {1, 3, 5, 7, 9};
int[] arr3 = {10, 11, 12, 15, 16, 20};
int[] arr4 = {};
List<List<Integer>> grouped1 = groupConsecutive(arr1);
List<List<Integer>> grouped2 = groupConsecutive(arr2);
List<List<Integer>> grouped3 = groupConsecutive(arr3);
List<List<Integer>> grouped4 = groupConsecutive(arr4);
System.out.println("Grouped1: " + grouped1);
System.out.println("Grouped2: " + grouped2);
System.out.println("Grouped3: " + grouped3);
System.out.println("Grouped4: " + grouped4);
输出结果应为：
Grouped1: [[1, 2, 3], [5, 6], [8, 9, 10]]
Grouped2: [[1], [3], [5], [7], [9]]
Grouped3: [[10, 11, 12], [15, 16], [20]]
Grouped4: []
这些测试用例覆盖了连续、不连续、空数组等情况，验证了代码的正确性。
该算法的时间复杂度为O(n)，其中n是数组的长度。因为我们只需要遍历数组一次，所以算法的效率较高。空间复杂度为O(m)，其中m是分组的数量。在最坏的情况下，如果数组中没有连续的元素，每个元素都会形成一个单独的组，此时空间复杂度为O(n)。
如果数组中存在重复元素，我们可以选择忽略重复元素或将其视为连续的一部分。例如：
int[] arr = {1, 2, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10};
如果我们希望将重复元素视为连续的一部分，可以在判断连续性时忽略重复元素：
if (arr[i] == arr[i - 1] || arr[i] == arr[i - 1] + 1) {
currentGroup.add(arr[i]);
}
如果数组中的元素不是整数，而是其他类型（如字符串、日期等），我们可以通过自定义比较逻辑来判断连续性。例如，对于日期数组，我们可以判断两个日期是否相差一天。
在Java 8及以上版本中，我们可以使用流式处理（Stream API）来实现分组操作。虽然流式处理通常用于并行处理，但在某些情况下，它可以简化代码：
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
public class GroupConsecutiveNumbersStream {
public static List<List<Integer>> groupConsecutive(int[] arr) {
return IntStream.range(0, arr.length)
.boxed()
.collect(Collectors.groupingBy(i -> arr[i] - i))
.values()
.stream()
.map(indices -> indices.stream().map(i -> arr[i]).collect(Collectors.toList()))
.collect(Collectors.toList());
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10};
List<List<Integer>> grouped = groupConsecutive(arr);
grouped.forEach(System.out::println);
}
}
这种方法利用了groupingBy收集器，将数组中的元素按照其值与索引的差值进行分组，从而实现了连续分组。
本文详细介绍了如何在Java中将一个有序数组按照元素是否连续进行分组。我们通过遍历数组、判断连续性、分组等步骤，实现了这一功能，并提供了完整的代码示例。此外，我们还讨论了如何处理重复元素、非整数数组以及如何使用流式处理进行优化。希望本文能帮助读者更好地理解和掌握这一常见的数组处理技巧。
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