力扣(LeetCode) 14: 最长公共前缀 - 解法思路

问题概述

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 ""。

解法 1:垂直扫描

工作原理

逐个位置比较所有字符串中相同位置的字符:

python 复制代码
class Solution:
    def longestCommonPrefix(self, strs):
        if not strs:
            return ""
        
        for i in range(len(strs[0])):
            char = strs[0][i]
            for string in strs[1:]:
                if i >= len(string) or string[i] != char:
                    return strs[0][:i]
        
        return strs[0]

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(S) - 其中 S 是所有字符串中所有字符的总和
  • 空间复杂度: O(1) - 只使用常数额外空间

何时使用

  • 直观的逐字符比较
  • 发现不匹配时提前终止

解法 2:水平扫描(推荐)

工作原理

从第一个字符串开始作为前缀,然后与每个后续字符串比较,根据需要缩短前缀:

python 复制代码
class Solution:
    def longestCommonPrefix(self, strs):
        if not strs:
            return ""
        
        prefix = strs[0]
        for i in range(1, len(strs)):
            while not strs[i].startswith(prefix):
                prefix = prefix[:-1]
                if not prefix:
                    return ""
        
        return prefix

关键洞察

如果所有字符串的公共前缀是 P,那么任何字符串都必须以 P 开头。我们从第一个字符串开始作为候选前缀,然后通过删除最后一个字符来缩短它,直到它与每个后续字符串的开头匹配。

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(S) - 其中 S 是所有字符串中所有字符的总和
  • 空间复杂度: O(1) - 只使用常数额外空间

何时使用

  • 推荐 - 在大多数情况下实际最快
  • 简单高效
  • 当前缀较短时效果很好

对比

方法 时间 空间 最佳适用
垂直扫描 O(S) O(1) 提前终止的情况
水平扫描 O(S) O(1) 大多数情况,最快

总结

水平扫描方法在大多数情况下实际最快。它简单、高效,在当前缀相对较短时效果很好。垂直扫描方法也很好,在某些情况下可能更早终止。

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