LeetCode #180：Swift 实现连续数字查询，秒懂高效解法！

摘要

本文将解决如何从日志数据中找出连续出现至少三次的数字。通过 SQL 查询语句结合 Swift 数据库操作，我们将完成这一任务。文章提供问题描述、Swift 题解答案、代码分析、测试案例和复杂度分析，并附带完整的可运行代码模块。

描述

SQL Schema / Pandas Schema

表：Logs

代码语言：txt复制

+-------------+---------+
| Column Name | Type    |
+-------------+---------+
| id          | int     |
| num         | varchar |
+-------------+---------+
在 SQL 中，id 是该表的主键。
id 是一个自增列。

找出所有至少连续出现三次的数字。

返回的结果表中的数据可以按 任意顺序 排列。

结果格式如下面的例子所示：

示例 1:

代码语言：txt复制

输入：
Logs 表：
+----+-----+
| id | num |
+----+-----+
| 1  | 1   |
| 2  | 1   |
| 3  | 1   |
| 4  | 2   |
| 5  | 1   |
| 6  | 2   |
| 7  | 2   |
+----+-----+
输出：
Result 表：
+-----------------+
| ConsecutiveNums |
+-----------------+
| 1               |
+-----------------+
解释： 1 是唯一连续出现至少三次的数字。

SQL 解法

为了找出至少连续出现三次的数字，我们可以使用 SQL 的窗口函数 LEAD 和 LAG：

代码语言：sql复制

SELECT DISTINCT num AS ConsecutiveNums
FROM (
    SELECT 
        num,
        LAG(num) OVER (ORDER BY id) AS prev_num,
        LEAD(num) OVER (ORDER BY id) AS next_num
    FROM Logs
) AS temp
WHERE num = prev_num AND num = next_num;

说明：

使用 LAG 和 LEAD 获取当前行的前一行和后一行的数字。
检查当前数字 num 是否与前后两个数字相同。
使用 DISTINCT 去重以确保每个符合条件的数字只出现一次。

Swift 题解代码

以下是基于 Swift 的完整实现代码：

代码语言：swift复制

import SQLite3

func findConsecutiveNumbers(databasePath: String) -> [String] {
    var db: OpaquePointer?
    var stmt: OpaquePointer?
    var results: [String] = []

    // 打开数据库连接
    if sqlite3_open(databasePath, &db) == SQLITE_OK {
        let query = """
        SELECT DISTINCT num AS ConsecutiveNums
        FROM (
            SELECT 
                num,
                LAG(num) OVER (ORDER BY id) AS prev_num,
                LEAD(num) OVER (ORDER BY id) AS next_num
            FROM Logs
        ) AS temp
        WHERE num = prev_num AND num = next_num;
        """
        
        // 准备查询语句
        if sqlite3_prepare_v2(db, query, -1, &stmt, nil) == SQLITE_OK {
            // 执行查询并获取结果
            while sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW {
                if let cString = sqlite3_column_text(stmt, 0) {
                    let num = String(cString: cString)
                    results.append(num)
                }
            }
        } else {
            print("SQL Error: \(String(cString: sqlite3_errmsg(db)))")
        }
        
        // 清理资源
        sqlite3_finalize(stmt)
    }
    sqlite3_close(db)

    return results
}

// 示例测试
let databasePath = "path_to_your_database.sqlite"
let consecutiveNumbers = findConsecutiveNumbers(databasePath: databasePath)
print("Consecutive Numbers: \(consecutiveNumbers)")

Swift 题解代码分析

核心逻辑

SQL 查询：
- 使用 LAG 和 LEAD 分别获取当前行的前一行和后一行数字。
- 通过检查条件 num = prev_num AND num = next_num 找到符合条件的数字。
- 用 DISTINCT 去重，保证每个数字仅出现在结果中一次。
Swift 数据库接口：
- 通过 sqlite3 API 连接 SQLite 数据库。
- 执行查询语句并遍历结果集，将符合条件的数字存储到数组中。
输出结果：
- 将查询结果以数组形式返回，供后续处理。

关键函数

sqlite3_open: 打开数据库连接。
sqlite3_prepare_v2: 准备 SQL 查询语句。
sqlite3_step: 执行查询语句并逐行读取结果。
sqlite3_finalize 和 sqlite3_close: 清理资源并关闭数据库。

示例测试及结果

测试 1

数据库内容：

代码语言：txt复制

+----+-----+
| id | num |
+----+-----+
| 1  | 1   |
| 2  | 1   |
| 3  | 1   |
| 4  | 2   |
| 5  | 1   |
| 6  | 2   |
| 7  | 2   |
+----+-----+

运行结果：

代码语言：txt复制

Consecutive Numbers: ["1"]

测试 2

数据库内容：

代码语言：txt复制

+----+-----+
| id | num |
+----+-----+
| 1  | 3   |
| 2  | 3   |
| 3  | 3   |
| 4  | 4   |
| 5  | 4   |
| 6  | 4   |
| 7  | 5   |
+----+-----+

运行结果：

代码语言：txt复制

Consecutive Numbers: ["3", "4"]

时间复杂度

SQL 查询：
- 遍历 Logs 表一次以获取窗口函数结果，复杂度为 (O(n))。
- 对结果表进行过滤，复杂度为 (O(n))。

总时间复杂度： (O(n))

空间复杂度

SQL 查询：
- 使用临时表存储窗口函数结果，空间复杂度为 (O(n))。
Swift 数组：
- 存储查询结果的数组，空间复杂度为 (O(k))，其中 (k) 是结果集中符合条件的数字个数。

总空间复杂度： (O(n))

总结

通过使用窗口函数 LAG 和 LEAD，我们能够高效地解决连续出现数字的查询问题。本解决方案不仅适用于 SQL 查询，还能通过 Swift 集成到实际项目中，为日志分析、数据挖掘等场景提供可靠支持。

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LeetCode #180：Swift 实现连续数字查询，秒懂高效解法！