题目描述 一个长度为n的整数序列,如果相邻两个整数的差的绝对值恰好构成1,2,…,n-1,则称这个序列为快乐序列。编程判断给定的整数序列是否为快乐序列。 输入 第一行是n(1<n<10000)的值,表示有n个整数;第二行输入n个整数,用空格分隔。 输出 如果是快乐序列,输出“YES”,否则输出“NO”。 样例输入 Copy 3 4 2 1 样例输出 Copy YES
时间: 2025-07-13 16:30:04 浏览: 1
<think>嗯,用户问的是如何判断一个整数序列是否为“快乐序列”,定义是相邻两数差的绝对值依次构成1到n-1。首先,我需要明确快乐序列的具体条件。根据用户给出的定义,序列长度为n的话,相邻差应该有n-1个不同的绝对值,且这些绝对值正好覆盖1到n-1的所有数。比如,如果序列长度是4,那么三个差值应该是1、2、3这三个数的排列组合。
接下来,我需要考虑如何编程实现这个判断。首先,应该检查输入序列的长度是否符合要求。比如,如果输入的序列长度小于等于1,那么无法形成差值,这时候可能需要根据具体情况处理,比如返回False或者抛出异常。
然后,计算相邻元素的差的绝对值。这一步可以通过遍历序列,从第二个元素开始,依次减去前一个元素,取绝对值,得到一个差值列表。
接下来需要检查这些差值是否恰好包含1到n-1的所有整数,且每个数只出现一次。例如,对于长度为4的序列,差值应该有1、2、3各出现一次。为了验证这一点,可以先生成一个预期的集合,即从1到n-1的整数集合,然后比较实际计算出的差值集合是否与之相同,并且没有重复的元素。
需要注意的是,用户可能提到的“相邻两数差的绝对值依次构成1到n-1”中的“依次”是否意味着顺序也必须严格按1到n-1排列。比如,差值是否是1,2,3这样的顺序?或者只要差值覆盖了这些数,不管顺序如何?根据通常的定义,这类问题通常是覆盖所有数即可,不要求顺序。例如,排列3,2,1也是符合条件的。所以这里可能用户是希望差值集合正好是1到n-1的所有数,每个出现一次,而不考虑顺序。因此,在代码中应该将差值排序后的结果是否等于预期的列表,或者检查差值的集合是否等于预期的集合。
此外,需要考虑是否有重复的差值或者超出范围的差值。例如,如果有差值为0,或者超过n-1,或者有重复的数值,那么都不符合条件。
可能的实现步骤:
1. 检查序列长度是否至少为2,否则无法形成足够的差值。
2. 计算所有相邻元素的差的绝对值,存入列表。
3. 检查这些差值的集合是否等于{1, 2, ..., n-1},其中n是原序列的长度。
4. 同时,差值的数量必须是n-1个,否则可能有重复。
例如,序列长度为4,差值的绝对值必须是3个,且正好是1,2,3各出现一次。
然后,编写代码时需要注意边界情况,比如序列长度为2时,差值必须为1,否则不满足。例如,序列[1,2]的差是1,符合条件,而[1,3]的差是2,不符合,因为n=2时,差值应为1。
接下来,测试一些例子:
比如,序列[4,1,3,6,2],长度n=5,差值为|1-4|=3,|3-1|=2,|6-3|=3,|2-6|=4。这里差值是3,2,3,4。n-1=4,所以预期差值为1,2,3,4。但这里出现3两次,所以不符合条件。
另一个例子,序列[3,1,4,2],长度4,差值为2,3,2。预期是1,2,3。但这里的差值是2,3,2,不符合。
正确的例子应该是,比如序列[1,2,4,7],长度4,差值是1,2,3,正好是1到3,所以符合条件。或者序列[7,6,8,5],差值为1,2,3,同样符合条件。
所以,在代码中,首先计算所有相邻差值的绝对值,然后将这些差值的集合转换为一个集合,并检查这个集合是否等于从1到n-1的集合,同时确保差值的数量是n-1个(即没有重复)。不过,这里可能需要更精确的判断,因为集合会自动去重,所以如果差值中有重复元素的话,集合的大小会小于n-1,而正确的条件应该是所有差值正好覆盖1到n-1,并且没有重复。因此,当差值的集合等于预期的集合,并且差值的数量等于n-1时,才满足条件。
例如,当n=4时,n-1=3,预期集合是{1,2,3},而实际差值必须是三个元素,每个属于这个集合,且不重复。因此,计算得到的差值的列表长度必须是3,集合的大小必须是3,并且等于预期集合。
所以,在代码中需要:
1. 检查序列长度是否大于等于2。
2. 计算相邻差值绝对值列表diffs。
3. 如果len(diffs) != n-1(即原序列长度减一),则返回False。但原序列长度是n,相邻差的数量必然是n-1,所以这一步可能不需要。
4. 检查diffs的集合是否等于set(1到n-1)。
5. 同时,检查diffs的长度是否等于集合的大小,即没有重复的元素。
因此,代码的大致步骤是:
def is_happy_sequence(nums):
n = len(nums)
if n < 2:
return False # 无法形成至少一个差值
diffs = [abs(nums[i] - nums[i-1]) for i in range(1, n)]
expected = set(range(1, n))
actual = set(diffs)
return actual == expected and len(diffs) == len(actual)
这样,如果差值中有重复元素,那么actual的大小会比diffs的长度小,导致len(diffs) != len(actual),所以返回False。例如,当差值为[2,2],那么actual是{2},而diffs的长度是2,所以条件不满足,返回False。而如果差值是[1,2,3],那么actual的大小是3,diffs长度是3,条件满足,返回True。
测试例子:
情况1:nums = [1,2,4,7] → 长度4,差值是1,2,3 → 集合是{1,2,3},符合条件。
情况2:nums = [3,4,1,5] → 差值是1,3,4 → 集合是{1,3,4},但n=4,预期是{1,2,3} → 不符合。
情况3:nums = [5,4,3,2,1] → 差值是1,1,1,1 → 集合是{1},n=5,预期是{1,2,3,4} → 不符合。
情况4:nums = [1,3,6,10] → 差值是2,3,4 → n=4,预期是{1,2,3} → 不符合,因为差值是2,3,4,预期是1,2,3。所以返回False。
情况5:nums = [2,3,1] → 差值是1,2 → 集合{1,2},n=3,预期{1,2} → 正确,返回True。
这样看来,这个代码应该可以正确判断快乐序列。
另外,需要考虑输入是否为空或者长度为1的情况,此时返回False。
可能还需要处理非整数序列的情况,但题目中说明输入是整数序列,所以不需要考虑类型问题。
综上,代码的大致逻辑是正确的。</think>要判断一个整数序列是否为快乐序列(相邻两数差的绝对值依次构成$1$到$n-1$,且每个差值出现一次),可以按以下步骤实现:
### 算法思路
1. **边界条件**:若序列长度$n \leq 1$,直接返回`False`。
2. **计算差值绝对值**:遍历序列,计算相邻元素的差值的绝对值,得到列表$diffs$。
3. **验证差值范围与唯一性**:
- 预期差值集合应为$\{1, 2, \dots, n-1\}$。
- 实际差值集合必须等于预期集合,且无重复元素(即$diffs$的长度等于集合的大小)。
### 代码实现
```python
def is_happy_sequence(nums):
n = len(nums)
if n < 2:
return False
diffs = [abs(nums[i] - nums[i-1]) for i in range(1, n)]
expected = set(range(1, n))
actual = set(diffs)
return actual == expected and len(diffs) == len(actual)
```
### 示例说明
- **例1**:输入`[1, 2, 4, 7]`,长度为$4$,相邻差值为$1, 2, 3$,满足条件。
- **例2**:输入`[5, 4, 3, 2, 1]`,差值为$1, 1, 1, 1$,集合为$\{1\}$,不符合预期$\{1, 2, 3, 4\}$[^1]。
### 复杂度分析
- **时间复杂度**:$O(n)$,仅需遍历一次序列。
- **空间复杂度**:$O(n)$,存储差值列表和集合。
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