链表中最长公共前缀

---

链表中最长公共前缀问题是计算机科学中一个众所周知的问题，在处理字符串或列表时经常遇到。它涉及确定具有最长公共前缀的字符串或列表元素。

在处理链表时，可以采取多种方法。一种常见的方法是遍历链表并比较列表中每个节点的字符，直到找到不匹配为止。直到不匹配点之前的最长公共前缀被认为是最长公共前缀。

链表

线性链表可以定义为一个包含可变数量数据项的集合。链表的一个元素必须至少包含两个字段，一个用于存储数据，另一个用于存储下一个元素的地址。链表的第二个字段必须是指针类型。每个这样的元素被称为一个节点，因此链表可以定义为节点的集合。

与链表相关的一些操作包括：

• 创建

• 插入

• 删除

• 遍历

• 搜索

• 连接

• 显示

链表中最长公共前缀算法

以下算法将帮助您发现链表中最长公共前缀：

• 步骤 1 - 遍历链表，比较每个节点的字符，查找不匹配或在列表结束时停止。

• 步骤 2 - 如果在列表结束之前发现不匹配，则直到前一个节点之前的那个前缀被认为是最长公共前缀。

• 步骤 3 - 如果没有发现不匹配并且到达列表的末尾，则跨越整个列表的最长前缀是最长公共前缀。

在此实现中，函数“最长公共前缀”以链表的头作为输入，并将最长公共前缀作为字符串返回。为了返回空字符串，函数首先确定链表是否为空。如果不是，则将前缀初始化为头节点的值，并且从第二个节点开始遍历列表。该函数对每个节点进行前缀值比较，从前缀中删除字符，直到发现不匹配。如果前缀曾经变为空，则该函数返回空字符串。最后，该函数返回最后一个前缀作为最长公共前缀。

链表中最长公共前缀的语法

查找字符串链表中最长公共前缀的“最长公共前缀”函数的语法：

class Solution {
   public:
   string longestCommonPrefix(vector<string>& strs) {
      int z = INT_MAX; 
      if(strs.size()==0) return "";
      string c = strs[0]; 
      for(int p=1; p<strs.size(); p++){
         int q=0,r=0,result=0;
         while(q<c.size() && r<strs[p].size()){
            if(c[q] == strs[p][r]) result++; 
            else break; 
            q++; r++;
         }
         z = min(result,z);
      }
      return c.substr(0,z);
   }
};

在这种情况下，链表中节点的结构称为“列表节点”，它包含一个字符串值和一个指向其后节点的指针。该函数接收对链表头的引用作为输入，并输出一个包含链表中最长公共前缀的字符串。

根据具体情况的具体需求，该函数的实现可能会有所不同，但总的来说，它是通过迭代遍历链表并比较每个字符串的字符直到找到最长公共前缀来实现的。

遵循的方法

方法 1

在上面的代码中，首先检查链表是否为空。如果为空，则由于不存在公共前缀，因此我们返回空字符串。

然后将前缀初始化为列表的第一个字符串。然后从第二个元素开始，我们向下遍历列表并将每个字符串与前缀进行比较。

当前缀和当前字符串之间存在差异时，我们跟踪出错的第一个字符的索引。然后将前缀更新为直到该索引的子字符串。

最后返回最长公共前缀。如前所述，示例代码的输出将是最长公共前缀：fl。

示例 1

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
struct Listnode {
   string value;
   Listnode* next;
   Listnode(string x) : value(x), next(0) {}
};
string Longestcommonprefix(Listnode* head) {
   if (head == nullptr) {
      return "";
   }
   string prefix = head->value; 
   Listnode* current = head->next;
   while (current != nullptr) {
      string str = current->value;
      int i = 0;
      while (i < prefix.length() && i < str.length() && prefix[i] == str[i]) {
         i++;
      }
      prefix = prefix.substr(0, i);
      current = current->next;
   }
   return prefix;
}
int main() {
   Listnode* head = new Listnode("flower");
   head->next = new Listnode("flow");
   head->next->next = new Listnode("flight");
   string result = Longestcommonprefix(head);
   cout << "Longest common prefix: " << result << endl;
   return 0;
}

输出

Longest common prefix: fl

方法 2

在此示例中，创建了一个字符串链表（“apple”，“appreciate”，“apex”和“application”）。然后，我们使用链表的头运行 Longestcommonprefix 函数，并将结果存储在 prefix 变量中。

最后，我们清理用于链表的内存并将结果（“app”）显示到控制台。

示例 2

#include <iostream>
using namespace std;
struct Listnode {
   string value;
   Listnode* next;
   Listnode(string x) : value(x), next(nullptr) {}
};
string Longestcommonprefix(Listnode* head) {
   if (!head) {
      return "";
   }
   Listnode* current = head;
   string prefix = current->value;
   while (current) {
      string str = current->value;
      int i = 0;
      while (i < prefix.length() && i < str.length() && prefix[i] == str[i]) {
         i++;
      }
      prefix = prefix.substr(0, i);
      if (prefix.empty()) {
         return "";
      }
      current = current->next;
   }
   return prefix;
}
int main() {
   Listnode* head = new Listnode("apple");
   head->next = new Listnode("appreciate");
   head->next->next = new Listnode("apex");
   head->next->next->next = new Listnode("application");
   string prefix = Longestcommonprefix(head);
   cout << "The longest common prefix is: " << prefix << endl;
   while (head) {
      Listnode* temp = head;
      head = head->next;
      delete temp;
   }
   return 0;
}

输出

The longest common prefix is: ap

优点

链表中最长公共前缀具有多种优点：

• 效率 - 在链表中，其中 n 是节点的数量，可以在线性时间 O(n) 内找到最长公共前缀。与其他复杂度更高的技术相比，此技术在确定最长公共前缀方面非常有效。

• 最长公共前缀可用于检查和操作节点中给出的数据。它可用于对类似的对象进行分组或匹配模式等。

• 可用于优化搜索 - 在大型数据集（例如大型文本文件）中搜索特定字符串时，可以使用最长公共前缀来减少需要查看的字符串数量，从而使搜索更高效。

• 简化字符串比较 - 由于最长公共前缀是两个字符串共有的部分，因此它可用于比较不同的字符串。

• 简化编码 - 最长公共前缀算法的实现只需要几行代码，这使得它易于集成到更大的项目或代码库中。

缺点

• 前缀匹配 - 这是最长公共前缀算法的唯一用途。它只能用于确定链表中字符串的最长公共前缀。例如，它不能用于确定最长公共后缀。

• 难以处理边缘情况 - 当链表只有一个节点或包含具有极短字符串的节点时，该技术可能在查找最长公共前缀方面不太成功。

• 不适合某些类型的数据结构 - 链表和字符串数组是最适合最长公共前缀技术的。对于其他具有更复杂拓扑结构的数据结构（例如树或图），它可能不是最佳策略。

• 大小写敏感 - 该算法区分大小写，因此它不会将“apple”和“Apple”识别为具有相同的前缀。这在某些情况下可能会造成问题。

• 额外空间 - 如果内存有限，那么算法需要额外空间来存储前缀字符串并进行字符串比较可能会成为问题。

结论

总之，最长公共前缀算法是查找链表中字符串的最长公共前缀的一个好工具。由于其效率，它非常适合处理大型数据集，并且有多种用途，例如字符串比较、数据操作和搜索引擎优化。

与大多数算法一样，它也有一些缺点，例如无法处理边缘情况以及仅限于前缀匹配。该算法也区分大小写，这在某些情况下可能是一个问题。尽管存在这些缺点，但最长公共前缀算法的优点使其成为程序员在处理字符串链表时应该掌握的有价值的工具。