回溯算法|93.复原IP地址

2024-04-02 16:20
文章标签 算法 ip 复原 地址 93 回溯

本文主要是介绍回溯算法|93.复原IP地址,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

力扣题目链接

class Solution {
private:vector<string> result;// 记录结果// startIndex: 搜索的起始位置,pointNum:添加逗点的数量void backtracking(string& s, int startIndex, int pointNum) {if (pointNum == 3) { // 逗点数量为3时,分隔结束// 判断第四段子字符串是否合法,如果合法就放进result中if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {result.push_back(s);}return;}for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {if (isValid(s, startIndex, i)) { // 判断 [startIndex,i] 这个区间的子串是否合法s.insert(s.begin() + i + 1 , '.');  // 在i的后面插入一个逗点pointNum++;backtracking(s, i + 2, pointNum);   // 插入逗点之后下一个子串的起始位置为i+2pointNum--;                         // 回溯s.erase(s.begin() + i + 1);         // 回溯删掉逗点} else break; // 不合法,直接结束本层循环}}// 判断字符串s在左闭又闭区间[start, end]所组成的数字是否合法bool isValid(const string& s, int start, int end) {if (start > end) {return false;}if (s[start] == '0' && start != end) { // 0开头的数字不合法return false;}int num = 0;for (int i = start; i <= end; i++) {if (s[i] > '9' || s[i] < '0') { // 遇到非数字字符不合法return false;}num = num * 10 + (s[i] - '0');if (num > 255) { // 如果大于255了不合法return false;}}return true;}
public:vector<string> restoreIpAddresses(string s) {result.clear();if (s.size() < 4 || s.size() > 12) return result; // 算是剪枝了backtracking(s, 0, 0);return result;}
};

这题和上题类似,难啊,切割问题呜呜呜~

代码随想录 (programmercarl.com)

思路

做这道题目之前,最好先把131.分割回文串 (opens new window)这个做了。

这道题目相信大家刚看的时候,应该会一脸茫然。

其实只要意识到这是切割问题,切割问题就可以使用回溯搜索法把所有可能性搜出来,和刚做过的131.分割回文串 (opens new window)就十分类似了。

切割问题可以抽象为树型结构,如图:

93.复原IP地址

#回溯三部曲

  • 递归参数

在131.分割回文串 (opens new window)中我们就提到切割问题类似组合问题。

startIndex一定是需要的,因为不能重复分割,记录下一层递归分割的起始位置。

本题我们还需要一个变量pointNum,记录添加逗点的数量。

所以代码如下:

vector<string> result;// 记录结果
// startIndex: 搜索的起始位置,pointNum:添加逗点的数量
void backtracking(string& s, int startIndex, int pointNum) {

  • 递归终止条件

终止条件和131.分割回文串 (opens new window)情况就不同了,本题明确要求只会分成4段,所以不能用切割线切到最后作为终止条件,而是分割的段数作为终止条件。

pointNum表示逗点数量,pointNum为3说明字符串分成了4段了。

然后验证一下第四段是否合法,如果合法就加入到结果集里

代码如下:

if (pointNum == 3) { // 逗点数量为3时,分隔结束// 判断第四段子字符串是否合法,如果合法就放进result中if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {result.push_back(s);}return;
}

  • 单层搜索的逻辑

在131.分割回文串 (opens new window)中已经讲过在循环遍历中如何截取子串。

for (int i = startIndex; i < s.size(); i++)循环中 [startIndex, i] 这个区间就是截取的子串,需要判断这个子串是否合法。

如果合法就在字符串后面加上符号.表示已经分割。

如果不合法就结束本层循环,如图中剪掉的分支:

93.复原IP地址

然后就是递归和回溯的过程:

递归调用时,下一层递归的startIndex要从i+2开始(因为需要在字符串中加入了分隔符.),同时记录分割符的数量pointNum 要 +1。

回溯的时候,就将刚刚加入的分隔符. 删掉就可以了,pointNum也要-1。

代码如下:

for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {if (isValid(s, startIndex, i)) { // 判断 [startIndex,i] 这个区间的子串是否合法s.insert(s.begin() + i + 1 , '.');  // 在i的后面插入一个逗点pointNum++;backtracking(s, i + 2, pointNum);   // 插入逗点之后下一个子串的起始位置为i+2pointNum--;                         // 回溯s.erase(s.begin() + i + 1);         // 回溯删掉逗点} else break; // 不合法,直接结束本层循环
}

#判断子串是否合法

最后就是在写一个判断段位是否是有效段位了。

主要考虑到如下三点:

  • 段位以0为开头的数字不合法
  • 段位里有非正整数字符不合法
  • 段位如果大于255了不合法

代码如下:

// 判断字符串s在左闭又闭区间[start, end]所组成的数字是否合法
bool isValid(const string& s, int start, int end) {if (start > end) {return false;}if (s[start] == '0' && start != end) { // 0开头的数字不合法return false;}int num = 0;for (int i = start; i <= end; i++) {if (s[i] > '9' || s[i] < '0') { // 遇到非数字字符不合法return false;}num = num * 10 + (s[i] - '0');if (num > 255) { // 如果大于255了不合法return false;}}return true;
}

根据关于回溯算法,你该了解这些! (opens new window)给出的回溯算法模板:

void backtracking(参数) {if (终止条件) {存放结果;return;}for (选择:本层集合中元素(树中节点孩子的数量就是集合的大小)) {处理节点;backtracking(路径,选择列表); // 递归回溯,撤销处理结果}
}

自己的思路: 

3个逗点,4个子串

startIndex就是分割线,pointNum为逗点

s.erase(s.begin() + i + 1);         // 回溯删掉逗点

删除函数要知道哦!

 if (s.size() < 4 || s.size() > 12) return result; // 算是剪枝了

这个思路也需要明白

 

自己独立还是写不出来,不过多独立敲几遍也能记住了。、

这两道切割问题的题目一定要自己独立敲出来一遍啊! 

这篇关于回溯算法|93.复原IP地址的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/870467

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