小哆啦解题记:最长公共前缀的冒险

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小哆啦解题记:最长公共前缀的冒险

小哆啦开始力扣每日一题的第十七天

14. 最长公共前缀 - 力扣(LeetCode)

在一个秋意浓浓的午后,阳光透过大图书馆的玻璃窗洒在桌面上,空气中弥漫着清新的气息。小哆啦和小智并排坐在角落的长桌旁,面对着各自的笔记本电脑。

小哆啦:“小智,今天的编程题有点意思哦。‘找出字符串数组的最长公共前缀’。看上去很简单对吧?”

小智抬起头,眯了眯眼睛:“这道题?应该是没问题的,反正你聪明得很。直接找出第一个字符串的前缀,看看接下来的字符串是否匹配,不就行了?”

小哆啦:“是啊!看起来就像一道温水煮青蛙的题目,不会让人觉得太复杂,但却能折磨你不知不觉!”

她笑着开始动手敲代码,第一版暴力解法快速出现在她的屏幕上。她的手指轻轻跳跃在键盘上,像是已经预见了这段代码的结局。


1. 暴力解法的出现

小哆啦:“首先,我拿第一个字符串作为公共前缀,然后遍历后面的字符串,逐步缩短公共前缀,直到它与每个字符串匹配为止!”

她一边自信地想着,一边快速地编写出了暴力解法的代码:

function longestCommonPrefix(strs: string[]): string {
    if (strs.length === 0) return "";

    let prefix = strs[0];  // 假设第一个字符串是公共前缀

    for (let i = 1; i < strs.length; i++) {
        while (strs[i].indexOf(prefix) !== 0) {  // 如果不匹配
            prefix = prefix.substring(0, prefix.length - 1);  // 去掉最后一个字符
            if (prefix === "") return "";  // 没有公共前缀,返回空字符串
        }
    }

    return prefix;
}

她看着屏幕,脸上带着一丝得意:“简单吧?每个字符串都检查前缀,逐步缩短,直到找到匹配的部分。”

小智:“嗯,看起来挺直观的。不过,小哆啦,你真的认为这种暴力解法能在所有情况下都有效吗?”

小哆啦:“当然!这不就是最直接的方式吗?每个字符串都得验证一遍,总能找到答案!”

小智摇了摇头,微微一笑:“你还没想过,这种方法在面对长字符串数组时,可能会很慢吧?每次都截取前缀,效率太低了。”

小哆啦:“嘿,你说的对!不过,解决办法很简单!我先处理这个暴力解法,再做优化!”

她一边说着,一边继续看向屏幕,心里却开始萌生新的思路。


2. 思维转折:让我们先找到最短的字符串

“小智,我刚才脑海里冒出一个更高效的想法!我们可以先遍历一遍数组,找到最短的字符串。最长公共前缀一定不会超过最短字符串的长度,这样可以大大减少不必要的比较!”

她的眼睛亮了起来,仿佛发现了一个新的宝藏。小智也开始认真地听着,等待着小哆啦的新方案。

小哆啦:“所以,我要先找到最短字符串的长度,然后只需要遍历到这个长度,避免超出部分的比较。”

她决定立刻着手修改代码,代码的架构开始逐渐成形。


3. 优化:按最短字符串长度来限制比较

小哆啦轻敲着键盘,修改代码的过程中思路越来越清晰:

function longestCommonPrefix(strs: string[]): string {
    if (strs.length === 0) return "";

    // 找到最短字符串的长度
    let minLength = Math.min(...strs.map(str => str.length));

    // 从第一个字符开始逐个比较
    for (let i = 0; i < minLength; i++) {
        const char = strs[0][i];

        for (let j = 1; j < strs.length; j++) {
            // 如果某个字符串的第i个字符与第一个字符串的字符不相同
            if (strs[j][i] !== char) {
                return strs[0].substring(0, i);  // 返回公共前缀
            }
        }
    }

    return strs[0].substring(0, minLength);  // 如果所有字符串的前缀完全相同,返回最短长度的公共前缀
}

她看着屏幕上的代码,心里充满了成就感:“这样做,代码就能只比较最短字符串的长度,避免了不必要的字符匹配!效率提升了不少!”

小智:“聪明!你是先从最短字符串着手,避免了超长字符串的冗余比较,确实能节省不少时间。”

小哆啦:“而且,这样的方案也更符合我们直觉!前缀不会超过最短字符串的长度,为什么要浪费时间去比较更长的部分呢?”


4. 测试:多种边界条件挑战

“好了,代码优化完成!接下来,测试一下效果如何!”小哆啦兴奋地说道。

她输入了几个不同的测试用例,看看新的优化方案能否解决所有问题。

const strs1 = ["flower", "flow", "flight"];
console.log(longestCommonPrefix(strs1));  // 期待输出 "fl"

const strs2 = ["dog", "racecar", "car"];
console.log(longestCommonPrefix(strs2));  // 期待输出 ""

const strs3 = ["interstellar", "internet", "internal"];
console.log(longestCommonPrefix(strs3));  // 期待输出 "inter"

每个测试结果都如她所愿,准确无误。


5. 结尾:智慧的胜利

小哆啦:“太棒了!每次解题,都会有不一样的发现。这次的优化方法简洁高效,解决了问题,也提升了性能!”

小智:“确实,暴力解法总是能解决问题,但优化后的代码不仅更高效,还更具智慧。你看,编程就像解谜,每一次优化,都是对思维的一次提升!”

小哆啦停下来,看着眼前的代码,心中涌起一股成就感:“是的,编程不仅仅是写代码,更是一场与自己的智慧较量。每一次遇到瓶颈,都是为了下一个突破。”

她深深吸了一口气,微笑着对小智说:“下一个挑战,我们再一起征服!”


结语:不断进化的编程之路

编程的世界是一个永无止境的冒险,每解决一个问题,都会激发出新的灵感和动力。小哆啦知道,今天的优化只是开始,未来的挑战,才是她最期待的。

“编程是一次心智的旅行,思考、突破、创新,每一步都值得纪念。”小哆啦轻声自语。

她和小智肩并肩,继续前行,朝着更远的编程高峰迈进——这只是他们编程旅程中的一个精彩篇章,未来的道路,无限精