[Leetcode][第93题][JAVA][复原IP地址][剪枝][回溯]

【问题描述】[中等]

【解答思路】

1. 递归 回溯剪枝

复杂度

class Solution {
    static final int SEG_COUNT = 4;
    List<String> ans = new ArrayList<String>();
    int[] segments = new int[SEG_COUNT];

    public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
        segments = new int[SEG_COUNT];
        dfs(s, 0, 0);
        return ans;
    }

    public void dfs(String s, int segId, int segStart) {
        // 如果找到了 4 段 IP 地址并且遍历完了字符串，那么就是一种答案
        if (segId == SEG_COUNT) {
            if (segStart == s.length()) {
                StringBuffer ipAddr = new StringBuffer();
                for (int i = 0; i < SEG_COUNT; ++i) {
                    ipAddr.append(segments[i]);
                    if (i != SEG_COUNT - 1) {
                        ipAddr.append('.');
                    }
                }
                ans.add(ipAddr.toString());
            }
            return;
        }

        // 如果还没有找到 4 段 IP 地址就已经遍历完了字符串，那么提前回溯 剪枝 
        if (segStart == s.length()) {
            return;
        }

        // 由于不能有前导零，如果当前数字为 0，那么这一段 IP 地址只能为 0 条件 
        if (s.charAt(segStart) == '0') {
            segments[segId] = 0;
            dfs(s, segId + 1, segStart + 1);
        }

        // 一般情况，枚举每一种可能性并递归 
        int addr = 0;
        for (int segEnd = segStart; segEnd < s.length(); ++segEnd) {
            addr = addr * 10 + (s.charAt(segEnd) - '0');
            if (addr > 0 && addr <= 0xFF) {
                segments[segId] = addr;
                dfs(s, segId + 1, segEnd + 1);
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}

2. 三重循环暴力遍历

1. i、j、j分别表征分隔点的位置，比如255|255|255|255，i，j，k分别为2、5、8；
2. 分割成子字符串，并且转换成数字；
3. 判断是否合理：1）数字是否小于等于255，2）连续0的个数只能为1 && 非0数字不能以0开头

import java.util.*;

class lc93 {
    static List<String> res = new ArrayList<>();
    public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
        int len = s.length();
        if (len > 12) return res;
        for (int i = 0; i < len - 3; i++) {
            int num1 = Integer.parseInt(s.substring(0, i + 1));
            if (num1 > 255 || getLen(num1) != i + 1) continue;
            for (int j = i + 1; j < len - 2; j++) {
                int num2 = Integer.parseInt(s.substring(i + 1, j + 1));
                if (num2 > 255 || getLen(num2) != j - i) continue;
                for (int k = j + 1; k < len - 1; k++) {
                    int num3 = Integer.parseInt(s.substring(j + 1, k + 1));
                    if (num3 > 255 || getLen(num3) != k - j) continue;
                    int num4 = Integer.parseInt(s.substring(k + 1, len));
                    if (num4 > 255 || getLen(num4) != len - k - 1) continue;
                    String temp = num1 + "." + num2 + "." + num3 + "." + num4;
                    res.add(temp);
                }
            }
        }
        return res;
    }

    int getLen(int num) {
        if (num == 0)
            return 1;
//num =100，  Math.log(num) / Math.log(10) =2
        return (int) (Math.log(num) / Math.log(10)) + 1;//位数
    }
}

【总结】

1. 全排列回溯法模板回顾

if 满足结束条件:
        result.add(路径)
        return
for 选择 in 选择列表:
    #排除不合法的选择d
    将该选择从选择列表移除（used数组 /条件限制）
    # 做选择
    路径.add(选择)
    backtrack(路径, 选择列表)
    # 撤销选择
    路径.remove(选择)

2.回溯剪枝 定义出口 剪枝（排除条件+特有情况 ） 一般情况

• 定义出口 if (segId == SEG_COUNT)

• 剪枝（排除条件+特有情况 ）

1. if (segStart == s.length()) //提前终止
2. if (s.charAt(segStart) == ‘0’) // 由于不能有前导零，如果当前数字为 0，那么这一段 IP 地址只能为 0

• 一般情况 枚举每一种可能性并递归 做选择

3. First make it work, then make it right, and, finally, make it fast.

首先使其正常运行，然后使其正确，最后使其快速。

先写暴力，然后再优化。

转载链接：https://leetcode-cn.com/problems/restore-ip-addresses/solution/fu-yuan-ipdi-zhi-by-leetcode-solution/

参考链接：https://leetcode-cn.com/problems/restore-ip-addresses/solution/hui-su-suan-fa-hua-tu-fen-xi-jian-zhi-tiao-jian-by/