LeetCode、17. 电话号码的字母组合【中等，dfs回溯】-编程知识

文章目录

前言
LeetCode、17. 电话号码的字母组合【中等，dfs回溯】
- 题目与类型
- 思路
- - 递归+回溯
  - 优化：StringBuilder来回溯
  - 补充代码：2024.1.31（简化）
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前言

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LeetCode、17. 电话号码的字母组合【中等，dfs回溯】

题目与类型

学习：leetcode题解

题目链接：17. 电话号码的字母组合

题目内容：给定一个仅包含数字 2-9 的字符串，返回所有它能表示的字母组合。答案可以按任意顺序返回。

题目类型：搜索与图论/回溯、基础算法/枚举

给出数字到字母的映射如下（与电话按键相同）。注意 1 不对应任何字母。

思路

本题是要得到所有电话号码的字母组合，这实际上就是全排列（dfs），其中就包含回溯的一个操作处理，我们可以使用一个临时保留或者尝试使用回溯思路来实现。

递归+回溯

思路：由于循环的个数不确定，则需要使用递归来进行求解。

代码：时间复杂度O(3m×4n)、空间复杂度O(m+n)

class Solution {/*** 根据指定字符生成字符串* @param ch 数字字符* @return*/public String generateNumtoString(char ch){String[] arr = new String[] {"abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};if (ch - '2' <= arr.length){return arr[ch - '2'];}return null;}private List<String> letters = new ArrayList<>();/*** 全排列 ：abc、def、ghip* @param arr 数组集合* @param curIndex 当前要遍历的指定数组* @param curArrIndex 当前排列的个数* @param genStr 当前生成的字符串*/public void quanpailie(String[] arr, int curIndex, int curArrIndex, String genStr){//生成每组的排列个数if(curArrIndex == arr.length){letters.add(genStr);return;}String curArr = arr[curIndex];//取得当前要遍历的数组String temp = genStr; //临时保存原先状态for (int i = 0; i < curArr.length(); i++) { //枚举所有情况genStr += curArr.charAt(i);quanpailie(arr,curIndex + 1, curArrIndex + 1, genStr);genStr = temp; //回溯}}public List<String> letterCombinations(String digits) {if (Objects.equals("",digits)){return new ArrayList<>();}String[] arrs = new String[digits.length()];for (int i = 0; i < digits.length(); i++) {arrs[i] = generateNumtoString(digits.charAt(i));}//使用全排列进行求解quanpailie(arrs,0, 0, "");return letters;}}

小优化：对于回溯操作的字符串替换使用StringBuilder，时间、空间效率大幅度提升！

public void quanpailie(String[] arr, int curIndex, int curArrIndex, StringBuilder str){...for (int i = 0; i < curArr.length(); i++) { str.append(curArr.charAt(i));...str.deleteCharAt(curArrIndex);//回溯优化}
}

优化：StringBuilder来回溯

思路：核心优化点就是在字符串回溯、拼接上

/*** 根据指定字符生成字符串* @param ch 数字字符* @return*/
public String generateNumToStr(char ch){String[] arr = new String[] {"abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"};if (ch - '2' <= arr.length){return arr[ch - '2'];}return null;
}private List<String> letters = new ArrayList<>();/*** 全排列 ：abc、def、ghip* @param phones 电话数字映射的字符串数组* @param index 当前排列的数字位置* @param genStr 当前生成的字符串*/
public void quanpailie(String[] phones, int index, StringBuilder genStr){//生成每组的排列个数if(index == phones.length){letters.add(genStr.toString());return;}String curArr = phones[index];//取得当前要遍历的数组for (int i = 0; i < curArr.length(); i++) { //枚举所有情况genStr.append(curArr.charAt(i));quanpailie(phones,index + 1, genStr);genStr.deleteCharAt(index);}
}public List<String> letterCombinations(String digits) {if (Objects.equals("",digits)){return new ArrayList<>();}String[] arrs = new String[digits.length()];for (int i = 0; i < digits.length(); i++) {arrs[i] = generateNumToStr(digits.charAt(i));}//使用全排列进行求解quanpailie(arrs,0, new StringBuilder(""));return letters;
}

补充代码：2024.1.31（简化）

class Solution {List<String> res = new ArrayList<>();//"23"public List<String> letterCombinations(String digits) {if ("".equals(digits)) return res;//2-9String[] phones = {"abc","def","ghi","jkl", "mno","pqrs","tuv","wxyz"};List<String> phoneList = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < digits.length(); i++) {char ch = digits.charAt(i);int num = ch - '0';if (num < 2) continue;phoneList.add(phones[num - 2]);}dfs (0, digits.length(), new StringBuilder(),  phoneList);return res;}public void dfs (int curLevel, int allLevel, StringBuilder str, List<String> phoneList) {//若是层数已经超越了原本的电话拨号数，那么直接添加到集合中if (curLevel >= allLevel) {res.add(str.toString());return;}//当前层编号String phones = phoneList.get(curLevel);for (int i = 0; i < phones.length(); i++) {str.append(phones.charAt(i));dfs (curLevel + 1, allLevel, str, phoneList);str.deleteCharAt(str.length() - 1);//回溯}}
}