Java 中使用逐词匹配查找最长公共前缀

找到给定字符串数组中所有字符串的最长公共前缀是著名的字符串操作问题“最长公共前缀”（LCP）的目标。按单词匹配是解决此问题最简单的方法之一。

问题陈述

确定字符串数组中每个字符串共享的最长公共前缀。所有字符串共享的最长初始子串称为公共前缀。如果没有公共前缀，则返回空字符串“”。

按单词匹配方法

按单词匹配方法涉及将第一个字符串视为最长公共前缀的候选，然后将此候选与数组中的每个后续字符串进行迭代比较。前缀会根据需要缩短，以保持与每个字符串的匹配，直到找到整个数组的最长公共前缀。

步骤：

1. 初始化前缀：首先假设整个第一个字符串是最长公共前缀。
2. 遍历数组：将当前前缀与数组中的每个字符串进行比较。
3. 缩短前缀：如果前缀没有出现在字符串的开头，则将其缩短，直到它与该字符串的开头匹配。
4. 终止：如果前缀在任何时候变为空，则返回空字符串，因为不存在公共前缀。

文件名：LongestCommonPrefix.java

输出

 
Longest Common Prefix (words1): inte
Longest Common Prefix (words2): blue   

解释

前两个字符串的 LCP 是“intel”。当与下一个字符串“interest”进行比较时，它被缩短为“inte”，这是所有字符串共有的。前两个字符串的 LCP 是“blue”，当与第三个字符串“blues”进行比较时，它保持不变。

复杂度

时间复杂度

用于查找最长公共前缀的按单词匹配方法的时间复杂度可以分析如下：

最坏情况：在最坏的情况下，算法必须逐个字符地比较数组中的所有字符串。在最坏的情况下，如果初始字符串包含 L 个字符，而总共有 n 个字符串，则该方法执行 O(n * L) 次字符比较。

因此，时间复杂度为O(n * L)，其中

• n 是字符串的数量。
• L 是最长字符串的长度。

空间复杂度

此方法的空间复杂度很小。唯一的额外空间用于存储前缀字符串，最多需要与第一个字符串长度成比例的空间。

因此，忽略输入所需空间，空间复杂度为O(1)，因为它仅使用恒定的额外空间。

结论

确定一组字符串中哪个具有最长公共前缀的简单有效方法是使用按单词匹配方法。此方法通过逐渐缩短前缀以匹配每个字符串的开头，确保最终前缀是数组中所有字符串共享的最长前缀。尽管此方法易于使用，但对于大型数据集，它可能不是最有效的方法，在这种情况下，更复杂的算法可能更合适。