题目:

Given a string containing only digits, restore it by returning all possible valid IP address combinations.

For example:
Given "25525511135",

return ["255.255.11.135", "255.255.111.35"]. (Order does not matter)

链接: http://leetcode.com/problems/restore-ip-addresses/

题解:

这道题也卡了一段时间。也可以用DFS + Backtracking来解决。第二遍的时候需要多思考多加练习。

Time Complexity - O(2n), Space Complexity - O(2n)

public class Solution {
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
List<String> res = new ArrayList<>();
if(s == null || s.length() < 4 || s.length() > 12)
return res;
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
restoreIpAddresses(res, list, s, 0);
return res;
} private void restoreIpAddresses(List<String> res, ArrayList<String> list, String s, int pos) {
if(list.size() == 4) {
if(pos != s.length())
return;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(String tmp : list) {
sb.append(tmp);
sb.append(".");
}
sb.setLength(sb.length() - 1);
res.add(sb.toString());
return;
} for(int i = pos; i < s.length() && i <= pos + 3; i++) {
String tmp = s.substring(pos, i + 1);
if(isIpValid(tmp)) {
list.add(tmp);
restoreIpAddresses(res, list, s, i + 1);
list.remove(list.size() - 1);
}
}
} private boolean isIpValid(String s) {
if(s == null || s.length() == 0)
return false;
if(s.charAt(0) == '0')
return s.equals("0");
int ip = Integer.parseInt(s);
if(ip <= 255 && ip >= 0)
return true;
return false;
}
}

另外还有一种做法是用3个for loop来把整个字符串切成4段。参见discussion

二刷:

代码比较长,比较难写对。总的来说还是使用dfs + backtracking。 要注意dfs的时候先判断segment = s.substring(pos, i + 1)是否valid,然后再进行dfs和回溯。时间复杂度和空间复杂度还不确定。

Java:

Time Complexity - O(2n), Space Complexity - O(2n)

public class Solution {
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
List<String> res = new ArrayList<>();
if (s == null || s.length() < 4 || s.length() > 12) {
return res;
}
List<String> ipAddress = new ArrayList<>();
restoreIpAddresses(res, ipAddress, s, 0);
return res;
} private void restoreIpAddresses(List<String> res, List<String> ipAddress, String s, int pos) {
if (ipAddress.size() == 4) {
if (pos != s.length()) {
return;
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (String str : ipAddress) {
sb.append(str);
sb.append(".");
}
sb.setLength(sb.length() - 1);
res.add(sb.toString());
return;
}
for (int i = pos; i < s.length() && i < pos + 3; i++) {
String segment = s.substring(pos, i + 1);
if (isValidIP(segment)) {
ipAddress.add(segment);
restoreIpAddresses(res, ipAddress, s, i + 1);
ipAddress.remove(ipAddress.size() - 1);
}
}
} private boolean isValidIP(String s) {
if (s == null || s.length() == 0) {
return false;
}
if (s.charAt(0) == '0') {
return s.equals("0");
}
int ip = Integer.parseInt(s);
if (ip <= 255 && ip >= 0) {
return true;
}
return false;
}
}

三刷:

Restore IP Addresses。这道题有不少小细节,不好写但是很有意思。 我们主要把这道题目分成三个部分。

  1. 题目给定的restoreIpAddresses方法
    1. 这里我们首先确定要用到递归 + 回溯。 并且我们要了解,合理的ipv4地址是由4段组成,而且每一段的值都在 [0 , 255] 之间
    2. 在这个方法里面,我们要做一些基本的边界判断,比如s 是否为null, s的length 是否在 4 和 12之间。
    3. 构造好用来递归求解的方法restoreIp,确定好每个要用的参数。
    4. 返回结果
  2. restoreIp方法
    1. 这个方法是我们主要进行处理和判断的方法。我们也分为两个部分
    2. 判断并返回结果:
      1. 当我们用来保存ip地址List<String> ip长度已经等于4的时候
        1. 我们判断记录当前position的int pos是否正好等于String s的长度, 假如否,我们返回
        2. 否则,这时我们找到一个合理的解。可以建立一个StringBuilder ipSb,重建出这个ip address,将其加入结果集 res中,返回
    3. 递归求解:
      1. 这里我们要从i = pos, 到i < s.length() && i < pos + 3来进行遍历。 因为ip每一部分最多只有3个digit,所以我们有这个pos + 3的constraint
        1. 每次先求得当前的ip segment = s.substring(i, pos + 1)
        2. 接下来进行判断, 调用isIpValid方法
          1. 假如当前ip segment合理, 我们将这段ip segment加入到list ip中
          2. 递归调用restoreIp(res, list, s, i + 1)进行下一步求解
          3. 进行回溯,去除掉之前加入的这段ip segment
        3. 否则我们增加i,继续尝试下一个ip segment, 直到i = pos + 3时跳出循环
  3. isIpValid方法
    1. 这个方法主要用来确定ip segment是否合理
      1. 首先s为null或者""的时候返回false
      2. 当s的首字符为'0'的时候,我们要判断是否整个s为"0"。 假如是,我们返回true, 假如否,那么这次切割结果"0x"不合理,我们返回false
      3. 求出ip segment的int值,然后返回这个 ipInt是否 >= 0 并且 <= 255
  4. 粗略的时间和空间复杂度估计为O(2n),但因为有很多的剪枝,有substring(),而且n的范围是在4和12之间,所以详细复杂度并不高,但也并不好算。

Java:

Time Complexity - O(2n), Space Complexity - O(2n)

public class Solution {
public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
List<String> res = new ArrayList<>();
if (s == null || s.length() < 4 || s.length() > 12) return res;
restoreIp(res, new ArrayList<>(), s, 0);
return res;
} private void restoreIp(List<String> res, List<String> ip, String s, int pos) {
if (ip.size() == 4) {
if (pos != s.length()) return;
StringBuilder ipSb = new StringBuilder();
for (String str : ip) ipSb.append(str).append(".");
ipSb.setLength(ipSb.length() - 1);
res.add(ipSb.toString());
return;
} for (int i = pos; i < s.length() && i < pos + 3; i++) {
String ipSeg = s.substring(pos, i + 1);
if (isIpValid(ipSeg)) {
ip.add(ipSeg);
restoreIp(res, ip, s, i + 1);
ip.remove(ip.size() - 1);
}
}
} private boolean isIpValid(String s) {
if (s == null || s.length() == 0) return false;
if (s.charAt(0) == '0') return s.equals("0");
int ipInt = Integer.parseInt(s);
return ipInt >= 0 && ipInt <= 255;
}
}

Reference:

https://leetcode.com/discuss/19296/my-concise-ac-java-code

https://leetcode.com/discuss/12790/my-code-in-java

https://leetcode.com/discuss/15098/very-simple-dfs-solution

https://leetcode.com/discuss/27481/java-concise-recursion-solution

https://leetcode.com/discuss/48726/easy-java-code-of-backtracking-within-16-lines

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