93.复原IP地址 python

题目

题目描述

有效 IP 地址 正好由四个整数（每个整数位于 0 到 255 之间组成，且不能含有前导 0），整数之间用 ‘.’ 分隔。

例如：“0.1.2.201” 和 “192.168.1.1” 是 有效 IP 地址，但是 “0.011.255.245”、“192.168.1.312” 和 “192.168@1.1” 是 无效 IP 地址。
给定一个只包含数字的字符串 s ，用以表示一个 IP 地址，返回所有可能的有效 IP 地址，这些地址可以通过在 s 中插入 ‘.’ 来形成。你 不能 重新排序或删除 s 中的任何数字。你可以按 任何 顺序返回答案。

示例 1：

输入：s = “25525511135”
输出：[“255.255.11.135”,“255.255.111.35”]

示例 2：

输入：s = “0000”
输出：[“0.0.0.0”]

示例 3：

输入：s = “101023”
输出：[“1.0.10.23”,“1.0.102.3”,“10.1.0.23”,“10.10.2.3”,“101.0.2.3”]

提示：

1 <= s.length <= 20
s 仅由数字组成

题解

为了生成所有可能的有效 IP 地址，我们可以使用回溯法（Backtracking）。回溯法允许我们尝试不同的分割点，并在发现不符合条件的情况下立即停止当前路径的探索。具体来说，我们需要找到所有可以将字符串 s 分割成四个部分的方法，每个部分都必须是合法的IP段（即0到255之间的整数，且不能有前导零）。

解题思路

1. 边界检查：首先检查输入字符串的长度是否在合理范围内（4到12个字符之间），如果不在这个范围内，直接返回空列表。
2. 回溯函数：
   • 定义一个递归函数来进行回溯，它接受当前处理的字符串索引、已经构建的部分IP地址以及结果列表作为参数。
   • 如果已经找到了4个部分并且遍历完了整个字符串，则将当前构建的IP地址加入结果列表。
   • 否则，对于每一个新的部分，尝试从当前位置开始截取1到3个字符作为新的IP段，并检查该段是否合法。
   • 如果合法，则递归调用回溯函数继续处理剩余的字符串；如果不合法，则跳过该分支。
3. 合法性检查：对于每一个新的IP段，需要确保它满足以下条件：
   • 段的长度不超过3。
   • 段的值在0到255之间。
   • 如果段的长度大于1，则不能以’0’开头（避免前导零）。

Python 实现代码

def restoreIpAddresses(s: str) -> list:
    def backtrack(start=0, path=[]):
        # 如果已经有4个部分并且遍历完字符串，加入结果集
        if len(path) == 4:
            if start == len(s):
                result.append('.'.join(path))
            return
        
        for length in range(1, 4):  # 尝试截取1到3个字符
            if start + length > len(s):  # 超出字符串长度，跳出循环
                break
            
            segment = s[start:start+length]
            
            # 检查合法性
            if (segment.startswith('0') and len(segment) > 1) or (length == 3 and int(segment) > 255):
                continue
            
            backtrack(start + length, path + [segment])
    
    result = []
    if not (4 <= len(s) <= 12):  # 快速判断字符串长度是否合理
        return result
    
    backtrack()
    return result

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