使用排序查找最长公共前缀的Python程序

在字符串数组中查找最长公共前缀是一种经典的问题，常常出现在算法面试中。本文将介绍使用排序算法查找最长公共前缀的Python程序。

问题描述

给定一个字符串数组，找到所有字符串的最长公共前缀。

例如，对于字符串数组 ['flower', 'flow', 'flight']，这个问题的答案是 'fl'。

提示: 所有输入只包含小写字母字符集。如果不存在公共前缀，返回一个空字符串 ""。

算法分析

最长公共前缀的简单解法是逐位检查所有字符，但这种方法的时间复杂度是 O(n^2)，其中 n 是字符串数组中字符串的平均长度。我们可以通过使用排序来加快最长公共前缀的查找，具体步骤如下：

1. 对字符串数组进行排序，这将把所有字符串的首字母排在一起。
2. 对排好序的数组的第一个字符串进行逐字符检查，直到发现不同字符或到达任一字符串的末尾为止。
3. 返回第一个字符串中的匹配字母序列。

这种方法只需 O(n*logn) 的时间复杂度，比简单解法更快。

代码实现

def longest_common_prefix(strs):
    if not strs:
        return ""
    strs.sort()
    prefix = ""
    for i in range(len(strs[0])):
        if all(s[i] == strs[0][i] for s in strs):
            prefix += strs[0][i]
        else:
            break
    return prefix

代码解析

首先，检查给定字符串数组是否为空，如果为空则直接返回空字符串。

然后，我们使用 Python 的 sort() 方法对字符串数组进行排序。这将使所有字符串的首字母排在一起。

接着，我们用一个空字符串 prefix 来存储最长公共前缀。我们对排好序的数组的第一个字符串进行逐字符检查，直到发现不同字符或到达任一字符串的末尾为止。如果所有字符串都包含该字符，则将其添加到 prefix 中。否则，跳出循环并返回 prefix。

测试样例

下面是一些测试样例：

assert longest_common_prefix(['flower', 'flow', 'flight']) == 'fl'
assert longest_common_prefix(['dog', 'racecar', 'car']) == ''
assert longest_common_prefix(['', 'c', 'c']) == ''

结论

本文介绍了如何使用排序算法查找字符串数组的最长公共前缀。这种方法的时间复杂度是 O(n*logn)，比逐位检查所有字符更快，而且代码很简洁易懂。