代码随想录day24--回溯的应用3

LeetCode93.修复IP地址

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"]

解题思路:

·这题和之前的131.分割回文串的题目是类似的,需要意识到这是一个切割问题,这就可以使用回溯法将这题解出

·再与上题的抽象树的过程一致,如图:

·但是加入题解中的条件不一样,需要一个pointNum,记录添加逗号的数量,如果pointNum为3说明字符串分成了四段,再创造一个isVaild函数,验证一下每段字符串是否合法,即可将其加入到结果集中。

代码如下:

class Solution {
public:vector<string> result;bool isVaild(const string& s,int start,int end){if(start > end) return false;if(s[start] == '0' && start != end) return false;//0开头的数字不合法int num = 0;for(int i = start;i <= end;i++){if(s[i] > '9' || s[i] < '0') return false;//非数字开头字符不合法num = num*10+(s[i] - '0');if(num > 255) return false;//大于255不合法}return true;}void backtracking(string& s,int startIndex,int pointNum){if(pointNum == 3){//逗号数量为3,分割结束if(isVaild(s,startIndex,s.size()-1)){// 判断是否合法,合法就放入result中result.push_back(s);}return ;}for(int i = startIndex;i < s.size();i++){if(isVaild(s,startIndex,i)){//判断[startInde,i]这个区间中的子串是否有效s.insert(s.begin()+i+1,'.');//在i后插入一个逗号pointNum++;backtracking(s,i+2,pointNum);//向下一个子串递归pointNum--;s.erase(s.begin()+i+1);//回溯删掉逗号}else break;}}vector<string> restoreIpAddresses(string s) {if(s.size() < 4 || s.size() > 12) return result;backtracking(s,0,0);return result;}   
};

·时间复杂度:O(3^4),IP地址最多包含四个数字,每个数字最多有3种可能的分割方式,则搜索树最大深度为4,每个节点最多有3个子节点

·空间复杂度:O(n)

·总结:思想与上一题是基本一样的,难点也是一样的,可以说是分割回文串的加强版

个人感觉比较难的点还是如何操作字符串添加逗号作为分隔符,并验证区间的合法性

LeetCode78.子集

题目描述:

给你一个整数数组 nums ,数组中的元素 互不相同 。返回该数组所有可能的子集(幂集)。

解集 不能 包含重复的子集。你可以按 任意顺序 返回解集。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3]
输出:[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]]

示例 2:

输入:nums = [0]
输出:[[],[0]]

解题思路:

·这题与之前的组合问题并不一样,如果把子集问题、组合问题、分割问题都抽象为一棵树,那么组合问题和分割问题都是收集树的叶子节点,而子集问题是找树的所有节点!

·子集也是一个组合问题,{1,2}和{2,1}一样的,所以去组合问题一样都是从startIndex开始。

将问题也抽象成树型结构,如图:

·从图中可以看出与之前的,需要将所有的接待你都记录下,就可以将要求的子集得出。

代码如下:

class Solution {
public:vector<vector<int>> result;vector<int> path;void backtracking(vector<int>& nums,int startIndex){result.push_back(path);//收集子集,要在最前面,否则会将最后一个漏掉if(startIndex >= nums.size()) return ;for(int i = startIndex;i < nums.size();i++){path.push_back(nums[i]);backtracking(nums,i+1);path.pop_back();}}vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {backtracking(nums,0);return result;}
};

·时间复杂度:O(n*2^n)

·空间复杂度:O(n)

易错点:

·将组合问题和分割问题,与子集问题概念混淆,组合问题和分割问题都素收集树的叶子节点,而子集问题是找到树的所有节点

·如之前的题解图中可知道,之前的题目中,都有限制条件,以及剪枝条件,而本题并没有

LeetCode90.子集

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