LeetCode Restore IP Addresses(回溯法)

本文介绍了一种将数字字符串转化为合法IP地址的算法实现。通过递归回溯的方法,确保生成的每个部分既不超过255也不以0开头。文章详细展示了如何使用Java进行编码,并给出了完整的代码示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题意:给出一个由数字组成的字符串,求其能表示的ip地址列表 

注意不能有前缀0,如010

思路:每次操作时,有两种情况,一种是添加点,一种是将其作为当前数的后序数。

在小数点的个数超过3时,递归退出。

如果小数点的个数为3,并且当前字符串的查找起点与字符串长度一样时,说明找到一种可行的ip地址。

具体代码如下:

public class Solution
{
    private void backtrack(String s, int start, int dotNum, int curNum, String sb, List<String> ans)
    {
        if (dotNum > 3) return;

        if (start == s.length()) {
            if (dotNum == 3 && sb.charAt(sb.length() - 1) != '.') {
                ans.add(sb);
            }
            return;
        }

        if (!sb.isEmpty() && sb.charAt(sb.length() - 1) != '.') {
            backtrack(s, start, dotNum + 1, 0, sb + ".", ans);
        }

        if (curNum == 0 && s.charAt(start) == '0') {
            if (start < s.length() - 1) backtrack(s, start + 1, dotNum + 1, 0, sb + "0.", ans);
            else backtrack(s, start + 1, dotNum, 0, sb + "0", ans);
            return;
        }

        int temp = curNum * 10 + s.charAt(start) - '0';
        if (temp <= 255) {
            backtrack(s, start + 1, dotNum, temp, sb + s.charAt(start), ans);
        }
    }

    public List<String> restoreIpAddresses(String s)
    {
        List<String> ans = new ArrayList<>();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        backtrack(s, 0, 0, 0, "", ans);
        return ans;
    }
}


### LeetCode 上的回溯算法练习题 #### N皇后问题 N皇后问题是经典的回溯算法应用之一。该问题的目标是在 n×n 的国际象棋棋盘上放置 n 个皇后,使得它们互相之间不能攻击对方。具体实现中,递归函数 `backtracking` 的作用是在棋盘上逐行放置皇后,并检查每一步是否符合规则[^1]。 ```cpp void backtracking(int n, int row, vector<string>& chessboard) { if (row == n) { // 所有皇后都成功放置的情况 result.push_back(chessboard); return; } for (int col = 0; col < n; ++col) { if (isValid(row, col, chessboard)) { chessboard[row][col] = 'Q'; // 放置皇后 backtracking(n, row + 1, chessboard); // 进入下一行放皇后 chessboard[row][col] = '.'; // 回溯,撤销当前格子上的皇后 } } } ``` 此代码片段展示了如何利用回溯法解决 N 皇后问题的核心逻辑。 #### 子集 II 去重 对于含有重复元素的数据集合,在求解其所有不重复子集时可以采用特定策略去除冗余项。当面对已排序数组中的重复情况时,可以通过记录前一访问过的元素来进行过滤操作[^2]。 ```cpp if (i > start && nums[i] == nums[i - 1]) continue; ``` 上述 C++ 片段用于跳过相同元素以避免生成重复组合。 #### 复原 IP 地址 另一个有趣的例子是从给定字符串构建有效的 IPv4 地址列表的任务。这同样依赖于回溯技术来探索所有潜在分割方案并验证合法性[^3]。 ```python def restoreIpAddresses(s: str): res = [] path = [] def backtrack(start=0): if len(path) == 4 and start == len(s): res.append('.'.join(path)) return for length in range(1, min(len(s)-start+1, 4)): part = s[start:start+length] if not isValidPart(part): break path.append(part) backtrack(start + length) path.pop() backtrack() return res ``` 这段 Python 实现了寻找所有可能的有效 IP 地址的过程。
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