14. 最长公共前缀

题目:14. 最长公共前缀

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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 “”。

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。

思路:纵向扫描

纵向扫描时,从前往后遍历所有字符串的每一列,比较相同列上的字符是否相同,如果相同则继续对下一列进行比较,如果不相同则当前列不再属于公共前缀,当前列之前的部分为最长公共前缀。

语法知识:

  1. substr
    substr是C++中的一个字符串函数,用于获取字符串的子串。它的第一个参数是子串的起始位置,第二个参数是子串的长度。在这里,我们将起始位置设为0,长度设为当前位置i,即获取从字符串开头到当前位置的子串。
    例如,如果最长公共前缀是"fl",而当前位置i=2,则strs[0].substr(0, i)将返回"fl"

  2. strs[0].size()和strs.size()的区别:
    strs[0].size()是第一个字符串的长度
    strs.size()是所有字符串的个数

代码:

class Solution {
public:
    string longestCommonPrefix(vector<string>& strs) {
          if(!strs.size())
          return "";
          int len = strs[0].size();
          int length = strs.size();
          for(int i=0;i<len;i++)
          {
              char a = strs[0][i];
              for(int j=1;j<length;j++)
              {
                  if(strs[j][i]!=a||i==strs[j].size())
                  return strs[0].substr(0,i);
              }
          }
          return strs[0];
    }
};

运行的过程:

当输入的字符串数组strs["flower", "flow", "flight"]时,我们来逐步执行这段代码的过程。

首先,判断strs是否为空,由于strs不为空,我们继续执行。

然后,获取第一个字符串的长度,即length = strs[0].size(),此时length的值为6

接着,获取字符串数组的长度,即count = strs.size(),此时count的值为3

接下来,我们开始外层循环,从第一个字符开始逐个比较每个字符串的字符。

  • 第一次循环,i = 0,取出第一个字符串的第一个字符c = 'f'。然后,我们进入内层循环,遍历剩余的字符串。

    • 对于第二个字符串"flow",在当前位置i = 0,字符'f'与第一个字符串的字符相等,继续下一个字符串。

    • 对于第三个字符串"flight",在当前位置i = 0,字符'f'与第一个字符串的字符相等,继续下一个字符串。

  • 第二次循环,i = 1,取出第一个字符串的第二个字符c = 'l'。然后,我们进入内层循环,遍历剩余的字符串。

    • 对于第二个字符串"flow",在当前位置i = 1,字符'l'与第一个字符串的字符相等,继续下一个字符串。

    • 对于第三个字符串"flight",在当前位置i = 1,字符'l'与第一个字符串的字符相等,继续下一个字符串。

  • 第三次循环,i = 2,取出第一个字符串的第三个字符c = 'o'。然后,我们进入内层循环,遍历剩余的字符串。

    • 对于第二个字符串"flow",在当前位置i = 2,字符'o'与第一个字符串的字符相等,继续下一个字符串。

    • 对于第三个字符串"flight",在当前位置i = 2,字符'o'与第一个字符串的字符不相等,返回。

    • 对于第三个字符串"flight",在当前位置i = 2,字符'i'与第一个字符串的字符不相等,此时最长公共前缀已经结束,返回第一个字符串的子串,从开头到当前位置,即"fl"

因此,最终的最长公共前缀为"fl"

<think>首先,用户要求我在LeetCode问题14中寻找最长公共前缀的JavaScript解决方案。问题14是"Longest Common Prefix"。我需要提供一个JavaScript解决方案。 关键点: - 问题:在给定的字符串数组中,找到所有字符串的最长公共前缀。 - 例如,输入["flower","flow","flight"],输出"fl"。 我需要构建一个清晰、结构化的回答: 1. **理解问题**:解释什么是公共前缀。 2. **思路**:描述如何解决这个问题。 3. **代码实现**:提供JavaScript代码。 4. **复杂度分析**:讨论时间和空间复杂度。 5. **测试示例**:给出一个例子。 6. **相关问题**:生成相关问题,作为系统指令的一部分。 系统指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。但这个问题不涉及数学,所以可能不需要。 - 独立公式使用$$...$$格式,但这里没有公式。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识。用户提供了一个引用示例,但它是关于贪心算法的伪代码,与这个问题无关。所以我应该忽略那个引用,除非有相关引用。用户说“上述引用仅供参考”,所以我可能不需要添加引用,除非我引用了一些东西。在这个回答中,我应该避免不必要的引用。 回答结构: 1. **介绍**:简要描述问题。 2. **方法**:解释解决方案的思路。 3. **代码**:提供JavaScript代码,并解释关键部分。 4. **分析**:讨论复杂度。 5. **示例**:给出输入输出示例。 6. **相关问题**:生成相关问题。 JavaScript解决方案: - 常见方法是垂直扫描:遍历所有字符串的每个字符位置,如果所有字符串在该位置的字符相同,则添加到前缀中;否则,停止。 - 或者,水平扫描:取第一个字符串作为参考,然后逐个与其他字符串比较前缀。 我选择垂直扫描,因为它简单高效。 代码大纲: ```javascript function longestCommonPrefix(strs) { if (strs.length === 0) return ""; for (let i = 0; i < strs[0].length; i++) { const char = strs[0][i]; for (let j = 1; j < strs.length; j++) { if (i >= strs[j].length || strs[j][i] !== char) { return strs[0].substring(0, i); } } } return strs[0]; } ``` 复杂度: - 时间复杂度:$O(S)$,其中S是所有字符串字符的总数。在最坏情况下,需要检查每个字符。 - 空间复杂度:$O(1)$,额外空间是常数。 生成相关问题: 根据系统指令,我需要生成相关问题。例如: 1. 如何优化这个解决方案? 2. 是否有其他方法解决这个问题? 3. 这个算法在什么情况下性能最好或最差? 4. LeetCode中类似的问题有哪些? 5. 如何用其他语言实现? 确保回答是中文。 最终回答结构: - 开头:直接回答问题。 - 主体:逐步解释。 - 结尾:相关问题。</think>### LeetCode Problem 14: Longest Common Prefix JavaScript Solution 在LeetCode问题14中,我们需要在给定的字符串数组中找到所有字符串的最长公共前缀。公共前缀是指所有字符串共享的起始字符序列。例如,输入数组 `["flower", "flow", "flight"]` 的最长公共前缀是 `"fl"`。以下我将逐步解释解决方案,并提供JavaScript实现。 #### 1. **问题理解** - **输入**:一个字符串数组 `strs`,例如 `["dog","racecar","car"]`。 - **输出**:最长公共前缀字符串,如果不存在公共前缀,则返回空字符串 `""`。 - **关键点**:公共前缀必须从所有字符串的起始位置开始匹配。例如,`["apple","app","apricot"]` 的输出是 `"ap"`。 #### 2. **解决方案思路** 我们使用 **垂直扫描法** 来解决这个问题: - 以第一个字符串为基准,逐个字符位置(索引)进行比较。 - 对于每个索引位置,检查所有字符串在该位置的字符是否相同: - 如果相同,将该字符添加到公共前缀中。 - 如果不相同,或某个字符串已结束,则停止扫描并返回当前前缀。 - 这种方法的时间复杂度是 $O(S)$,其中 $S$ 是所有字符串字符的总数(最坏情况需遍历所有字符)。空间复杂度是 $O(1)$,因为只使用常数额外空间。 - 为什么高效?垂直扫描避免了不必要的比较,在平均情况下性能良好。 #### 3. **JavaScript代码实现** 以下是完整的JavaScript函数实现。代码使用垂直扫描,并处理边界情况(如空数组或空字符串)。 ```javascript function longestCommonPrefix(strs) { // 处理空数组情况 if (strs.length === 0) { return ""; } // 以第一个字符串为基准,遍历每个字符位置 for (let i = 0; i < strs[0].length; i++) { const char = strs[0][i]; // 当前基准字符 // 遍历数组中其他字符串 for (let j = 1; j < strs.length; j++) { // 如果当前字符串已结束,或字符不匹配,则返回前缀 if (i >= strs[j].length || strs[j][i] !== char) { return strs[0].substring(0, i); } } } // 如果所有字符都匹配,返回整个基准字符串 return strs[0]; } // 测试示例 console.log(longestCommonPrefix(["flower", "flow", "flight"])); // 输出: "fl" console.log(longestCommonPrefix(["dog", "racecar", "car"])); // 输出: "" console.log(longestCommonPrefix(["apple", "app", "apricot"])); // 输出: "ap" ``` **代码解释**: - **边界处理**:如果输入数组为空,直接返回空字符串。 - **外层循环**:遍历基准字符串(第一个字符串)的每个字符索引 `i`。 - **内层循环**:检查其他字符串在索引 `i` 处的字符是否与基准字符相同。如果不匹配或字符串结束,立即返回当前前缀。 - **返回值**:使用 `substring(0, i)` 提取公共前缀。 #### 4. **复杂度分析** - **时间复杂度**:$O(S)$,其中 $S$ 是所有字符串字符的总数。最坏情况下(所有字符串完全相同),需要遍历所有字符。 - **空间复杂度**:$O(1)$,只使用固定变量,无额外数据结构。 #### 5. **测试和验证** - 测试用例: - 输入 `["flower","flow","flight"]` → 输出 `"fl"`。 - 输入 `["dog","racecar","car"]` → 输出 `""`(无公共前缀)。 - 输入 `["apple","app","apricot"]` → 输出 `"ap"`。 - 在LeetCode上提交时,确保处理所有边界情况,如空数组或单个字符串。 #### 6. **优化和变体** - **优化提示**:如果数组很大,可以先找到最短字符串作为基准,减少循环次数。但垂直扫描已足够高效。 - **其他方法**:水平扫描(逐个字符串比较前缀)或分治法,但垂直扫描在JavaScript中通常更简单。 ###
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