力扣1002题C++解法详解

问题解构与核心逻辑

给定一个字符串数组 words，要求返回一个列表，其中包含在所有字符串中都出现的字符。字符区分大小写，题目说明中均为小写字母。关键约束如下：

共有性 ：结果中的每个字符必须在数组中的每一个字符串里都出现过。
最小频率 ：若一个字符在不同字符串中出现的次数不同，则它在结果中出现的次数应为在所有字符串中出现次数的最小值。
输出：结果以字符串列表（vector<string>）形式返回，每个字符作为一个独立的字符串元素。

例如，输入 words = ["bella","label","roller"]，字符 'l' 在三个字符串中分别出现2、2、2次，因此结果中加入两个 "l"；字符 'e' 分别出现1、1、1次，结果中加入一个 "e"。输出为 ["e","l","l"]。

C++解法：数组计数法

由于字符限定为小写字母，可以使用长度为26的整型数组作为哈希表来统计字符频率，这是最高效的方法。

算法步骤

初始化最小频率数组 ：创建一个 vector<int> minFreq(26, INT_MAX)，用于记录每个字符（'a' 到 'z'）在所有字符串中的最小出现次数。初始值设为极大值，便于后续取最小值。
遍历字符串数组 ：
- 对每个字符串 word，创建一个临时数组 charCount(26, 0) 统计其字符频率。
- 遍历 word 中的每个字符，对应 charCount 索引（c - 'a'）加1。
- 遍历26个字母，将 minFreq 的每个位置更新为 min(minFreq[i], charCount[i])。
构建结果 ：遍历 minFreq 数组，将出现次数大于0的字符，按其最小频率值，重复转换为字符串并添加到结果向量中。

C++代码实现

cpp 复制代码

#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <climits> // 用于INT_MAX

using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<string> commonChars(vector<string>& words) {
        // 步骤1：初始化最小频率数组
        vector<int> minFreq(26, INT_MAX);
        
        // 步骤2：遍历所有单词，更新最小频率
        for (const string& word : words) {
            vector<int> charCount(26, 0);
            // 统计当前单词的字符频率
            for (char c : word) {
                charCount[c - 'a']++;
            }
            // 更新全局最小频率
            for (int i = 0; i < 26; ++i) {
                minFreq[i] = min(minFreq[i], charCount[i]);
            }
        }
        
        // 步骤3：根据最小频率构建结果
        vector<string> result;
        for (int i = 0; i < 26; ++i) {
            // 将字符 (char)('a' + i) 重复 minFreq[i] 次加入结果
            for (int j = 0; j < minFreq[i]; ++j) {
                // 使用 emplace_back 直接在容器末尾构造字符串，效率优于 push_back
                result.emplace_back(1, 'a' + i);
            }
        }
        return result;
    }
};

代码关键点解析：

minFreq 初始化为 INT_MAX：确保第一次与 charCount 取 min 时，能正确更新为 charCount 的值。
内层循环 for (char c : word)：遍历字符串的简便写法。
c - 'a'：将字符 'a'-'z' 映射到数组索引 0-25 的标准方法。
result.emplace_back(1, 'a' + i)：这是构建结果的关键。emplace_back 直接在 result 向量的末尾构造一个字符串对象，该字符串由1个字符 ('a' + i) 组成。这比先创建临时字符串再用 push_back 更高效。

复杂度分析

时间复杂度 ：O(N * M) ，其中 N 是数组 words 的长度，M 是数组中字符串的平均长度。我们需要遍历每个字符串的每个字符两次（一次统计，一次更新最小值），但常数项可以忽略，仍为线性复杂度。
空间复杂度 ：O(1) 或 O(∣Σ∣) ，其中 ∣Σ∣ 是字符集大小（此处为26）。我们只使用了固定大小的辅助数组，与输入数据规模无关。

与其他解法的对比

为了更全面理解，下表将本解法与另一种常见的哈希表（unordered_map）解法进行对比：

特性	数组计数法（推荐）	哈希表法（`unordered_map`）
数据结构	固定大小的 `vector<int>`（大小26）	`unordered_map<char, int>`
适用场景	字符集已知且较小（如小写字母）	字符集未知或较大（如Unicode）
时间复杂度	O(N * M)，访问数组为O(1)	O(N * M)，哈希表操作平均O(1)
空间复杂度	O(1)	O(∣Σ∣)，但常数开销更大
性能	更优。内存连续，CPU缓存友好，无哈希冲突开销。	稍差。涉及哈希计算和动态内存管理。
代码简洁性	简单直观	相对复杂，需要处理键不存在的情况

对于本题（仅小写字母），数组计数法是绝对最优选择，其效率远高于哈希表法。

关联题目与模式总结

此题的本质是求多个集合（每个字符串的字符频次）的交集，且交集中元素的重数取其在各集合中出现次数的最小值。这种"计数取最小"的模式可以推广到一系列问题：

题目	核心操作	与本题的关联
1002. 查找常用字符	求多个字符串的字符频率最小交集	本题本身
349. 两个数组的交集	求两个数组的唯一公共元素集合	简化版，只求是否存在，不统计次数
350. 两个数组的交集 II	求两个数组的公共元素，并保留最小出现次数	可以看作本题在两个"字符串"（数组）上的特例
242. 有效的字母异位词	比较两个字符串的字符频率是否完全相同	使用相同的数组计数技术

掌握这种基于固定数组的频次统计与比较方法，是解决许多字符串处理与哈希类问题的基础技能。

力扣1002题C++解法详解

C++解法：数组计数法

与其他解法的对比

关联题目与模式总结

参考来源