93.复原IP地址
插入.，也实际上是分割问题。
最终还是在回溯阶段作判断了……
class Solution {
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
result = new ArrayList<>();
path = new LinkedList<>();
backTracking(s, 0);
return result;
}
private LinkedList<String> path;
private List<String> result;
private void backTracking(String s, int startIndex) {
// 终止条件
if (path.size() == 3) {
String lastSegment = s.substring(startIndex);
if (isValid(lastSegment)) {
path.add(lastSegment);
result.add(path.stream().collect(Collectors.joining(".")));
path.removeLast(); // 回溯
}
return;
}
// 回溯
for (int i = startIndex + 1; i < s.length() && i <= startIndex + 3; i++) { // 左闭右开
String segment = s.substring(startIndex, i);
if (!isValid(segment)) break;
path.add(segment);
backTracking(s, i);
path.removeLast();
}
}
private boolean isValid(String s) {
// 如果字符串为空，或者长度大于3，或者以'0'开头（除非是单个'0'），或者数字大于255，则返回false
if (s == null || s.length() == 0 || s.length() > 3 || (s.length() > 1 && s.charAt(0) == '0') || Integer.parseInt(s) > 255) {
return false;
}
return true;
}
}
代码随想录解法：
- 使用path类型为StringBuilder，效率高。
appendinsertdeleteCharAt
class Solution {
List<String> result = new ArrayList<>();
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
if (s.length() > 12) return result; // 算是剪枝了
backTrack(s, 0, 0);
return result;
}
// startIndex: 搜索的起始位置， pointNum:添加逗点的数量
private void backTrack(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.length()-1)) {
result.add(s);
}
return;
}
for (int i = startIndex; i < s.length(); i++) {
if (isValid(s, startIndex, i)) {
s = s.substring(0, i + 1) + "." + s.substring(i + 1); //在str的后⾯插⼊⼀个逗点
pointNum++;
backTrack(s, i + 2, pointNum);// 插⼊逗点之后下⼀个⼦串的起始位置为i+2
pointNum--;// 回溯
s = s.substring(0, i + 1) + s.substring(i + 2);// 回溯删掉逗点
} else {
break;
}
}
}
// 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
private Boolean isValid(String s, int start, int end) {
if (start > end) {
return false;
}
if (s.charAt(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.charAt(i) > '9' || s.charAt(i) < '0') { // 遇到⾮数字字符不合法
return false;
}
num = num * 10 + (s.charAt(i) - '0');
if (num > 255) { // 如果⼤于255了不合法
return false;
}
}
return true;
}
}
//方法一：但使用stringBuilder，故优化时间、空间复杂度，因为向字符串插入字符时无需复制整个字符串，从而减少了操作的时间复杂度，也不用开新空间存subString，从而减少了空间复杂度。
class Solution {
List<String> result = new ArrayList<>();
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
backTracking(sb, 0, 0);
return result;
}
private void backTracking(StringBuilder s, int startIndex, int dotCount){
if(dotCount == 3){
if(isValid(s, startIndex, s.length() - 1)){
result.add(s.toString());
}
return;
}
for(int i = startIndex; i < s.length(); i++){
if(isValid(s, startIndex, i)){
s.insert(i + 1, '.');
backTracking(s, i + 2, dotCount + 1);
s.deleteCharAt(i + 1);
}else{
break;
}
}
}
//[start, end]
private boolean isValid(StringBuilder s, int start, int end){
if(start > end)
return false;
if(s.charAt(start) == '0' && start != end)
return false;
int num = 0;
for(int i = start; i <= end; i++){
int digit = s.charAt(i) - '0';
num = num * 10 + digit;
if(num > 255)
return false;
}
return true;
}
}
//方法二：比上面的方法时间复杂度低，更好地剪枝，优化时间复杂度
class Solution {
List<String> result = new ArrayList<String>();
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
restoreIpAddressesHandler(s, 0, 0);
return result;
}
// number表示stringbuilder中ip段的数量
public void restoreIpAddressesHandler(String s, int start, int number) {
// 如果start等于s的长度并且ip段的数量是4，则加入结果集，并返回
if (start == s.length() && number == 4) {
result.add(stringBuilder.toString());
return;
}
// 如果start等于s的长度但是ip段的数量不为4，或者ip段的数量为4但是start小于s的长度，则直接返回
if (start == s.length() || number == 4) {
return;
}
// 剪枝：ip段的长度最大是3，并且ip段处于[0,255]
for (int i = start; i < s.length() && i - start < 3 && Integer.parseInt(s.substring(start, i + 1)) >= 0
&& Integer.parseInt(s.substring(start, i + 1)) <= 255; i++) {
if (i + 1 - start > 1 && s.charAt(start) - '0' == 0) {
break;
}
stringBuilder.append(s.substring(start, i + 1));
// 当stringBuilder里的网段数量小于3时，才会加点；如果等于3，说明已经有3段了，最后一段不需要再加点
if (number < 3) {
stringBuilder.append(".");
}
number++;
restoreIpAddressesHandler(s, i + 1, number);
number--;
// 删除当前stringBuilder最后一个网段，注意考虑点的数量的问题
stringBuilder.delete(start + number, i + number + 2);
}
}
}
78.子集
不仅仅是叶子节点，而是所有节点。
class Solution {
public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) { // 组合问题
result = new ArrayList<>();
path = new LinkedList<>();
backTracking(nums, 0);
return result;
}
private List<List<Integer>> result;
private LinkedList<Integer> path;
// 不仅仅是叶子节点，而是所有节点
private void backTracking(int[] nums, int startIndex){
result.add(new ArrayList<Integer>(path));
if(startIndex==nums.length) return;
for(int i=startIndex; i<nums.length; i++){
path.add(nums[i]);
backTracking(nums, i+1);
path.removeLast();
}
}
}
90.子集II
candidates有重复的：排序、used数组
在上一题的基础上改一改即可：
- 添加used数组，初始值为false
- 排序nums
- 判断条件
i>0 && nums[i] == nums[i-1] && used[i-1]==false
class Solution {
public List<List<Integer>> subsetsWithDup(int[] nums) {
result = new ArrayList<>();
path = new LinkedList<>();
used = new boolean[nums.length];
Arrays.fill(used, false);
Arrays.sort(nums); // candidates有重复的 去重：需要排序
backTracking(nums, 0);
return result;
}
private List<List<Integer>> result;
private LinkedList<Integer> path;
private boolean[] used;
private void backTracking(int[] nums, int startIndex){
result.add(new ArrayList<Integer>(path));
if(startIndex==nums.length) return;
for(int i=startIndex; i<nums.length; i++){
if(i>0 && nums[i] == nums[i-1] && used[i-1]==false) continue;
used[i] = true;
path.add(nums[i]);
backTracking(nums, i+1);
path.removeLast();
used[i] = false;
}
}
}
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