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LeetCode#14 - 最长公共前缀
阅读量:663 次
发布时间:2019-03-15

本文共 2744 字,大约阅读时间需要 9 分钟。

最长公共前缀(Longest Common Prefix)

问题描述

最长公共前缀(Longest Common Prefix,简称LCP)问题要求找出一组字符串中共同拥有的最长前缀部分。例如,给定字符串数组 ["abc", "abd", "abcef"],它们的最长公共前缀是 "ab"

方法一:分治法

分治法通过将问题分解为更小的问题来解决。具体步骤如下:

  • 递归地分割数组:将字符串数组分为两部分,分别递归求解每部分的最长公共前缀。
  • 合并子问题结果:将左右子问题得到的前缀部分合并,取最小长度的部分作为结果,因为这是两者的共同部分。
  • 最大效率发生在递归深度增加时,分治法的时间复杂度为 O(mn),其中 m 是字符串的平均长度,n 是字符串数量。这种方法在处理较小规模问题时表现优异。

    方法二:二分查找法

    二分查找法利用最短字符串的最大长度范围内进行高效搜索。具体步骤如下:

  • 算出最短长度:确定字符串数组中的最短字符串长度 minLength,这是可能的最大LCP长度上限。
  • 二分查找范围:在 [0, minLength] 范围内进行二分查找,确定最大的LCP长度。
  • 验证中间值:每次取中间值,检查所有字符串的前缀是否在该长度下完全一致。
  • 这方法充分利用了二分搜索的优势,时间复杂度为 O(mn log m),适合大规模问题的处理。

    代码实现

    以下是基于以上两种方法的代码实现:

    分治法实现
    class Solution {    public:        string longestCommonPrefix(vector
    &strs) { if (strs.size() === 0) return ""; return longestCommonPrefix(strs, 0, strs.size() - 1); } string longestCommonPrefix(const vector
    &strs, int start, int end) { if (start === end) return strs[start]; int mid = (start + end) / 2; string left = longestCommonPrefix(strs, start, mid); string right = longestCommonPrefix(strs, mid + 1, end); return commonPrefix(left, right); } string commonPrefix(const string &a, const string &b) { int minLength = min(a.size(), b.size()); for (int i = 0; i < minLength; ++i) { if (a[i] != b[i]) return a.substr(0, i); } return a.substr(0, minLength); }}
    二分查找实现
    #include 
    #include
    #include
    using namespace std;class Solution { public: string longestCommonPrefix(vector
    &strs) { if (strs.empty()) return ""; int minLength = min_element(strs.begin(), strs.end(), [](const string &a, const string &b) { return a.size() < b.size(); }).second; int low = 0, high = minLength; while (low < high) { int mid = (high - low + 1) / 2; if (isCommonPrefix(strs, mid)) { low = mid; } else { high = mid - 1; } } return strs[0].substr(0, low); } bool isCommonPrefix(const vector
    &strs, int length) { string ref = strs[0].substr(0, length); for (const string &s : strs) { for (int i = 0; i < length; ++i) { if (ref[i] != s[i]) return false; } return true; } return true; }}

    时间复杂度分析

    • 分治法: O(mn),因为每次分解问题时,字符串数量减半,比较次数也减少。
    • 二分查找法: O(mn log m),二分的次数以及每次检查的字符串数量决定了复杂度。

    父题解答扩展

    这个问题属于比较典型的字符串处理问题,解法有分治和二分两种。选择哪种方法取决于具体需求,比如处理规模和效率需求。希望以上解释能帮助你更好地理解和实现这个问题。

    转载地址:http://ncwqz.baihongyu.com/

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