高效检查数组奇偶交替模式:JavaScript实现与解析

高效检查数组奇偶交替模式:JavaScript实现与解析

本文旨在提供一个高效且简洁的JavaScript解决方案,用于检查给定数组中的数字是否严格遵循奇偶交替模式。我们将探讨如何通过比较相邻元素的奇偶性来快速定位模式中断点,并提供详细的代码实现、示例分析以及注意事项,帮助开发者理解并应用这一逻辑。

问题描述

在处理数组数据时,有时需要验证其元素是否按照特定的模式排列。一个常见的模式是“奇偶交替”,即数组中的数字应严格遵循奇数-偶数-奇数…或偶数-奇数-偶数…的顺序。如果数组中存在任何数字打破了这种交替模式,我们需要返回该数字的索引;如果整个数组都符合模式,则返回 -1。数组中的所有数字均为正整数。

例如:

[1, 4, 5, 7, 4]:在索引 3 处,7 (奇数) 后面跟着 4 (偶数),但它前面是 5 (奇数)。模式是 奇-偶-奇-奇-偶,在索引 3 7(奇数)和 5(奇数)之间出现 奇-奇 模式中断。应返回 3。[25, 25, 25]:在索引 1 处,25 (奇数) 后面跟着 25 (奇数)。模式中断。应返回 1。[4, 5, 2, 7, 4, 9]:所有数字都严格交替 偶-奇-偶-奇-偶-奇。应返回 -1。

解决方案的核心思路

解决此类问题的关键在于简化判断逻辑。我们不需要预先判断数组是从奇数开始还是从偶数开始,也不需要将偶数索引和奇数索引的元素分开处理。一个更直接且高效的方法是:从第二个元素开始,将当前元素的奇偶性与其前一个元素的奇偶性进行比较。

如果当前元素的奇偶性与前一个元素的奇偶性相同,则意味着模式被打破,因为按照交替模式,它们的奇偶性应该不同。此时,我们立即返回当前元素的索引。如果遍历完整个数组都没有发现这种模式中断,则表示数组完全符合交替模式,返回 -1。

JavaScript 实现

基于上述核心思路,我们可以编写一个简洁高效的 JavaScript 函数:

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/** * 检查数组是否遵循奇偶交替模式。 * 如果发现模式中断,返回第一个中断点的索引。 * 如果整个数组都遵循模式,返回 -1。 * * @param {number[]} arr - 待检查的数字数组,所有数字均为正整数。 * @returns {number} - 模式中断的索引,或 -1。 */function checkAlternatingParity(arr) {  // 用于存储前一个元素的奇偶性。  // 注意:对于第一个元素,x将是undefined,第一次比较x === y会是false,  // 随后x会被正确初始化为第一个元素的奇偶性。  let previousParity;  for (let i = 0; i  0),    // 检查当前元素的奇偶性是否与前一个元素的奇偶性相同。    // 如果相同,则模式被打破。    if (i > 0 && previousParity === currentParity) {      return i; // 返回当前元素的索引    }    // 更新 previousParity 为当前元素的奇偶性,供下一个迭代使用。    previousParity = currentParity;  }  // 如果循环结束,表示没有发现模式中断,返回 -1。  return -1;}// 示例测试console.log(checkAlternatingParity([1, 4, 5, 7, 4]));     // 预期输出: 3console.log(checkAlternatingParity([25, 25, 25]));       // 预期输出: 1console.log(checkAlternatingParity([4, 5, 2, 7, 4, 9])); // 预期输出: -1console.log(checkAlternatingParity([]));                 // 预期输出: -1 (空数组视为符合模式)console.log(checkAlternatingParity([1]));                // 预期输出: -1 (单元素数组视为符合模式)

代码解析

previousParity 变量:

let previousParity;:这个变量用来存储前一个元素的奇偶性(0代表偶数,1代表奇数)。在循环开始时,previousParity是undefined。当i=0时,i > 0条件不满足,所以不会进行比较。previousParity随后会被赋值为arr[0] % 2。这种处理方式巧妙地避免了对第一个元素进行特殊判断。

循环遍历:

for (let i = 0; i

计算当前奇偶性:

const currentParity = arr[i] % 2;:使用模运算符 % 来获取当前数字的奇偶性。如果结果是 0,则为偶数;如果结果是 1,则为奇数。

模式检查:

if (i > 0 && previousParity === currentParity):这是核心判断逻辑。i > 0:确保我们从第二个元素开始进行比较,因为第一个元素没有“前一个”元素来比较。previousParity === currentParity:如果当前元素的奇偶性与前一个元素的奇偶性相同,这意味着模式被打破了(例如,奇数后面跟着奇数,或者偶数后面跟着偶数)。如果条件成立,return i; 立即返回当前元素的索引,表示这是第一个模式中断点。

更新 previousParity:

previousParity = currentParity;:在每次循环的最后,将当前元素的奇偶性保存到 previousParity 中,以便在下一个迭代中作为“前一个”元素的奇偶性进行比较。

无中断情况:

return -1;:如果循环顺利完成,没有触发任何 return i; 语句,则表示整个数组都遵循奇偶交替模式,此时返回 -1。

示例分析

让我们通过几个例子来深入理解 checkAlternatingParity 函数的运行过程。

示例 1: [1, 4, 5, 7, 4]

i arr[i] currentParity previousParity (循环开始时) i > 0 && previousParity === currentParity 返回值 previousParity (循环结束时)

011undefinedfalse-11401false (1 !== 0)-02510false (0 !== 1)-13711true (1 === 1)3-

在 i = 3 时,arr[3] 是 7,其奇偶性 currentParity 是 1。此时 previousParity 也是 1(来自 arr[2] 即 5)。由于 1 === 1,模式被打破,函数返回 3。

示例 2: [25, 25, 25]

i arr[i] currentParity previousParity (循环开始时) i > 0 && previousParity === currentParity 返回值 previousParity (循环结束时)

0251undefinedfalse-112511true (1 === 1)1-

在 i = 1 时,arr[1] 是 25,其奇偶性 currentParity 是 1。此时 previousParity 也是 1(来自 arr[0] 即 25)。由于 1 === 1,模式被打破,函数返回 1。

示例 3: [4, 5, 2, 7, 4, 9]

i arr[i] currentParity previousParity (循环开始时) i > 0 && previousParity === currentParity 返回值 previousParity (循环结束时)

040undefinedfalse-01510false (0 !== 1)-12201false (1 !== 0)-03710false (0 !== 1)-14401false (1 !== 0)-05910false (0 !== 1)-1

所有元素都遵循交替模式,循环结束,函数返回 -1。

注意事项与优化

时间复杂度: 该解决方案的时间复杂度为 O(n),其中 n 是数组的长度。因为我们只需要遍历数组一次。空间复杂度: 空间复杂度为 O(1),因为我们只使用了几个固定大小的变量。空数组和单元素数组:对于空数组 [],循环不会执行,函数直接返回 -1,这符合预期(空数组没有模式可打破)。对于单元素数组 [X],循环只执行一次(i=0),i > 0 条件不满足,previousParity 被赋值,然后循环结束。函数返回 -1,这也符合预期(单元素数组没有相邻元素来打破模式)。数据类型: 题目明确指出所有数字都是正整数。如果数组可能包含负数、零或非整数,则需要调整奇偶性判断逻辑(例如,Math.abs(num) % 2 或更复杂的类型检查)。模运算符的性质: num % 2 对于正整数能正确返回 0 或 1。

总结

通过比较相邻元素的奇偶性,我们能够以线性时间复杂度 O(n) 和常数空间复杂度 O(1) 高效地检查数组是否遵循奇偶交替模式。这种方法不仅代码简洁,而且逻辑清晰,能够准确地定位第一个模式中断点,并优雅地处理各种边界情况,是解决此类问题的理想方案。

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