LeetCode 第14题：最长公共前缀
LeetCode 第14题：最长公共前缀
题目描述
编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。如果不存在公共前缀，返回空字符串 ""。
难度
简单
题目链接
https://leetcode.cn/problems/longest-common-prefix/
示例
示例 1：
输入：strs = ["flower","flow","flight"]
输出："fl"
示例 2：
输入：strs = ["dog","racecar","car"]
输出：""
解释：输入不存在公共前缀。
提示
- 1 <= strs.length <= 200
- 0 <= strs[i].length <= 200
- strs[i] 仅由小写英文字母组成
解题思路
方法一：横向扫描
从前往后扫描所有字符串的每一个字符，直到遇到不同的字符。
关键点：
- 以第一个字符串为基准
- 依次与其他字符串比较
- 遇到不同字符或某个字符串结束时停止
具体步骤：
- 如果字符串数组为空，返回空字符串
- 取第一个字符串作为初始前缀
- 依次与其他字符串比较，更新最长公共前缀
- 如果中途前缀变为空，直接返回
时间复杂度：O(S)，S是所有字符串中字符总数
空间复杂度：O(1)
方法二：纵向扫描
逐位比较所有字符串的相同位置的字符。
具体步骤：
- 从位置0开始
- 比较所有字符串在该位置的字符
- 如果都相同，继续下一位
- 如果不同或超出某个字符串长度，返回当前结果
代码实现
C# 实现（横向扫描）
public class Solution {
public string LongestCommonPrefix(string[] strs) {
if (strs == null || strs.Length == 0) {
return "";
}
// 以第一个字符串为基准
string prefix = strs[0];
// 依次与其他字符串比较
for (int i = 1; i < strs.Length; i++) {
// 更新最长公共前缀
while (strs[i].IndexOf(prefix) != 0) {
prefix = prefix.Substring(0, prefix.Length - 1);
if (prefix.Length == 0) {
return "";
}
}
}
return prefix;
}
}
C# 实现（纵向扫描）
public class Solution {
public string LongestCommonPrefix(string[] strs) {
if (strs == null || strs.Length == 0) {
return "";
}
// 获取最短字符串的长度
int minLength = strs[0].Length;
foreach (string str in strs) {
minLength = Math.Min(minLength, str.Length);
}
// 逐位比较
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < minLength; i++) {
char currentChar = strs[0][i];
// 检查所有字符串的当前位置
for (int j = 1; j < strs.Length; j++) {
if (strs[j][i] != currentChar) {
return result.ToString();
}
}
result.Append(currentChar);
}
return result.ToString();
}
}
代码详解
横向扫描版本：
- 特殊情况处理：
- 检查数组是否为空
- 前缀更新：
- 使用IndexOf检查是否为前缀
- 不断缩短前缀直到匹配
- 提前返回：
- 当前缀为空时直接返回
纵向扫描版本：
- 获取最短长度：
- 避免越界访问
- 逐位比较：
- 使用StringBuilder提高效率
- 遇到不同字符立即返回
- 优化处理：
- 只需扫描到最短字符串的长度
执行结果
横向扫描版本：
- 执行用时：92 ms
- 内存消耗：37.5 MB
纵向扫描版本：
- 执行用时：88 ms
- 内存消耗：37.8 MB
总结与反思
- 这道题的关键点：
- 理解公共前缀的概念
- 选择合适的扫描方式
- 处理边界情况
- 两种解法比较：
- 横向扫描：实现简单，但可能重复扫描
- 纵向扫描：效率更高，但需要额外空间
- 优化思路：
- 可以先排序，只需比较第一个和最后一个字符串
- 使用分治法可以优化大规模数据
- 二分查找也是一种可行的优化方案
浙公网安备 33010602011771号