一、问题
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：["flower","flow","flight"]
输出："fl"
示例 2：
输入：["dog","racecar","car"]
输出：""
解释：输入不存在公共前缀。
说明：所有输入只包含小写字母 a-z。
二、解答
测试主类：
public static void main(String[] args) {
String strs[] = {"flower","flow","flight"};
Test test = new Test();
System.out.println(test.longestCommonPrefix(strs));
}
1️⃣横向扫描
如果在尚未遍历完所有的字符串时，最长公共前缀已经是空串，则最长公共前缀一定是空串，因此不需要继续遍历剩下的字符串，直接返回空串即可。
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
if (strs == null || strs.length == 0) {
return "";
}
String prefix = strs[0];
int count = strs.length;
for (int i = 1; i < count; i++) {
prefix = longestCommonPrefix(prefix, strs[i]);
if (prefix.length() == 0) {
break;
}
}
return prefix;
}
public String longestCommonPrefix(String str1, String str2) {
int length = Math.min(str1.length(), str2.length());
int index = 0;
while (index < length && str1.charAt(index) == str2.charAt(index)) {
index++;
}
return str1.substring(0, index);
}
}
①时间复杂度：O(mn)，其中 m 是字符串数组中的字符串的平均长度，n 是字符串的数量。最坏情况下，字符串数组中的每个字符串的每个字符都会被比较一次。
②空间复杂度：O(1)。使用的额外空间复杂度为常数。
2️⃣纵向扫描
方法一是横向扫描，依次遍历每个字符串，更新最长公共前缀。另一种方法是纵向扫描。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。
第一层循环 i：选取第一个字符串为标兵字符串，依次对每个字符进行遍历。
第二层循环 j：遍历数组剩余的字符串，看它在 i 上的字符是不是等于标兵字符，只要不相同那就说明公共前缀不存在，不然的话那么第一个单词本身就是最长的公共前缀。
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
if (strs == null || strs.length == 0) {
return "";
}
int length = strs[0].length();
int count = strs.length;
// 选取第一个字符串为标兵字符串，进行遍历
for (int i = 0; i < length; i++) {
// 获取当前标兵字符
char c = strs[0].charAt(i);
// 遍历其他的字符串
for (int j = 1; j < count; j++) {
//当前字符串的长度与i相等 或 当前字符串的第 i 的这个字符串不等于标兵字符，则不存在公共前缀
if (i == strs[j].length() || strs[j].charAt(i) != c) {
return strs[0].substring(0, i);
}
}
}
//第一个单词本身就是最长的
return strs[0];
}
}
①时间复杂度：O(mn)，其中 m 是字符串数组中的字符串的平均长度，n 是字符串的数量。最坏情况下，字符串数组中的每个字符串的每个字符都会被比较一次。
②空间复杂度：O(1)。使用的额外空间复杂度为常数。
3️⃣分治
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
if (strs == null || strs.length == 0) {
return "";
} else {
return longestCommonPrefix(strs, 0, strs.length - 1);
}
}
public String longestCommonPrefix(String[] strs, int start, int end) {
if (start == end) {
return strs[start];
} else {
int mid = (end - start) / 2 + start;
String lcpLeft = longestCommonPrefix(strs, start, mid);
String lcpRight = longestCommonPrefix(strs, mid + 1, end);
return commonPrefix(lcpLeft, lcpRight);
}
}
public String commonPrefix(String lcpLeft, String lcpRight) {
int minLength = Math.min(lcpLeft.length(), lcpRight.length());
for (int i = 0; i < minLength; i++) {
if (lcpLeft.charAt(i) != lcpRight.charAt(i)) {
return lcpLeft.substring(0, i);
}
}
return lcpLeft.substring(0, minLength);
}
}
4️⃣二分查找
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
if (strs == null || strs.length == 0) {
return "";
}
int minLength = Integer.MAX_VALUE;
for (String str : strs) {
minLength = Math.min(minLength, str.length());
}
int low = 0, high = minLength;
while (low < high) {
int mid = (high - low + 1) / 2 + low;
if (isCommonPrefix(strs, mid)) {
low = mid;
} else {
high = mid - 1;
}
}
return strs[0].substring(0, low);
}
public boolean isCommonPrefix(String[] strs, int length) {
String str0 = strs[0].substring(0, length);
int count = strs.length;
for (int i = 1; i < count; i++) {
String str = strs[i];
for (int j = 0; j < length; j++) {
if (str0.charAt(j) != str.charAt(j)) {
return false;
}
}
}
return true;
}
}
5️⃣遍历字母
- 标记第一个单词和第一个字母位置
- while 获取字母，如果是第一个单词就保存下字母 否则对比是否与第一次记录的字母相同
- 是否最后一个单词，是则单词重新从0开始，并检查第二个字符
- 最后输出公共前缀字符
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
String res = "";
// 标记第一个单词 和 第一个字母位置
int length = strs.length, word = 0, letter = 0;
if( length == 0 || strs[word].length() == 0 ) return res;
char contrast = strs[0].charAt(0);
while( word < length && letter < strs[word].length() ) {
// 获取字母，如果是第一个单词就保存下 否则对比是否与第一个单词字母相同
char tmp = strs[word].charAt(letter);
if( word == 0 ){
contrast = tmp;
}else{
// 与第一个单词不相同 break。
if( contrast != tmp ) break;
}
// 是否最后一个单词，继续
if( word < length - 1 ){
System.out.println(word);
word++;
continue;
}
// 单词重新从0开始，并检查第二个字符
res += tmp;
letter++;
word = 0;
}
return res;
}
}
6️⃣Character scanning
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
if (strs == null || strs.length == 0) return "";
for (int i = 0; i < strs[0].length(); i++) {
char ch = strs[0].charAt(i);
for (String str : strs) {
if (i >= str.length() || ch != str.charAt(i)) {
strs[0] = strs[0].substring(0, i);
}
}
}
return strs[0];
}
}
7️⃣暴力解法
取字符串组 strs 中最小字符串 str，以防字符串超出。从最长递减到最短截取 str，遍历 strs 判断是否最长公共前缀。if(true)则直接返回最长公共前缀。
class Solution {
public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
int len = strs.length;
if(len==0){
return "";
}
String str = strs[0];
for(String s:strs){
str = s.length()<str.length()?s:str;
}
int str_len = str.length();
for(int i=str_len;i>0;i--){
for(int k=0;k<len;k++){
if(!(strs[k].substring(0,i).equals(str.substring(0,i)))){
break;
}else if(k==len-1){
return str.substring(0,i);
}
}
}
return "";
}
}
