14. 最长公共前缀

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题目

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：

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输入: ["flower","flow","flight"]
输出: "fl"

示例2：

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输入: ["dog","racecar","car"]
输出: ""
解释: 输入不存在公共前缀。

提示

  • 1 <= strs.length <= 200
  • 0 <= strs[i].length <= 200
  • strs[i] 仅由小写英文字母组成

解法

解法一：暴力破解

以整个str[0]作为公共字串，遍历剩下的字符串，如果在任一个余下字符串中找不到str[0]或者str[0]不是在字符串首部出现，则将str[0]长度减一，继续遍历匹配剩下的字符串。

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public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
   if (strs.length == 0) return "";
   String prefix = strs[0];
   for (int i = 1; i < strs.length; i++)
       while (strs[i].indexOf(prefix) != 0) {
           prefix = prefix.substring(0, prefix.length() - 1);
           if (prefix.isEmpty()) return "";
       }        
   return prefix;
}

解法二：暴力破解2

和解法一不同，解法二是从str[0]的第一个字符开始，如果在剩下的字符串中匹配到了，再加入str[0]中第二个字符，继续遍历。

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public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
		if (strs == null || strs.length == 0) {
			return "";
		}
		for (int i = 0; i < strs[0].length(); i++) {
			char c = strs[0].charAt(i);
			for (int j = 1; j < strs.length; j++) {
				if (i == strs[j].length() || strs[j].charAt(i) != c)
					return strs[0].substring(0, i);
			}
		}
		return strs[0];
	}

解法三：分治法

将字符数组分作左半部分和右半部分，分别求出它们的最长公共前缀，再合并求它们的最长公共前缀。

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public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
    if (strs == null || strs.length == 0) return "";    
        return longestCommonPrefix(strs, 0 , strs.length - 1);
}

private String longestCommonPrefix(String[] strs, int l, int r) {
    if (l == r) {
        return strs[l];
    }
    else {
        int mid = (l + r)/2;
        String lcpLeft =   longestCommonPrefix(strs, l , mid);
        String lcpRight =  longestCommonPrefix(strs, mid + 1,r);
        return commonPrefix(lcpLeft, lcpRight);
   }
}

String commonPrefix(String left,String right) {
    int min = Math.min(left.length(), right.length());       
    for (int i = 0; i < min; i++) {
        if ( left.charAt(i) != right.charAt(i) )
            return left.substring(0, i);
    }
    return left.substring(0, min);
}

解法四：二分查找

利用二分查找逼近最长公共前缀的长度。对每个长度L，判断str[0].subString(0, L)是否是所有的字符串的公共前缀。

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public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
    if (strs == null || strs.length == 0)
        return "";
    int minLen = Integer.MAX_VALUE;
    for (String str : strs)
        minLen = Math.min(minLen, str.length());
    int low = 1;
    int high = minLen;
    while (low <= high) {
        int middle = (low + high) / 2;
        if (isCommonPrefix(strs, middle))
            low = middle + 1;
        else
            high = middle - 1;
    }
    return strs[0].substring(0, (low + high) / 2);
}

private boolean isCommonPrefix(String[] strs, int len){
    String str1 = strs[0].substring(0,len);
    for (int i = 1; i < strs.length; i++)
        if (!strs[i].startsWith(str1))
            return false;
    return true;
}

参考资料

LeetCode-最长公共前缀题解

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