代码随想录算法训练营第24天 | 题目：93.复原IP地址、78.子集、 90.子集II

news2024/9/28 13:16:58

代码随想录算法训练营第24天 | 题目：93.复原IP地址、78.子集、 90.子集II

文章来源：代码随想录

题目名称：93.复原IP地址

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”]

解答思路：

回溯三部曲
1.递归参数
在131.分割回文串 (opens new window)中我们就提到切割问题类似组合问题。
startIndex一定是需要的，因为不能重复分割，记录下一层递归分割的起始位置。
本题我们还需要一个变量pointNum，记录添加逗点的数量。
2.递归终止条件
终止条件和131.分割回文串 (opens new window)情况就不同了，本题明确要求只会分成4段，所以不能用切割线切到最后作为终止条件，而是分割的段数作为终止条件。
pointNum表示逗点数量，pointNum为3说明字符串分成了4段了。
然后验证一下第四段是否合法，如果合法就加入到结果集里
3.单层搜索的逻辑
在131.分割回文串 (opens new window)中已经讲过在循环遍历中如何截取子串。
在for (int i = startIndex; i < s.size(); i++)循环中 [startIndex, i] 这个区间就是截取的子串，需要判断这个子串是否合法。
如果合法就在字符串后面加上符号.表示已经分割。
如果不合法就结束本层循环，如图中剪掉的分支：
在这里插入图片描述
然后就是递归和回溯的过程：
递归调用时，下一层递归的startIndex要从i+2开始（因为需要在字符串中加入了分隔符.），同时记录分割符的数量pointNum 要 +1。
回溯的时候，就将刚刚加入的分隔符. 删掉就可以了，pointNum也要-1。
判断子串是否合法
最后就是在写一个判断段位是否是有效段位了。
主要考虑到如下三点：
1.段位以0为开头的数字不合法
2.段位里有非正整数字符不合法
3.段位如果大于255了不合法

困难：

类似于分割回文串的结构，使用回溯，需要清楚结束的条件以及其中蕴含的剪枝操作。

题目名称：78.子集

给定一组不含重复元素的整数数组 nums，返回该数组所有可能的子集（幂集）。

说明：解集不能包含重复的子集。

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

第一想法：

先想这颗二叉树怎么画，每一层选取一位，不包含重复元素，则startindex需要为i+1。由于需要所有子集，所以要求记录所有节点而非叶子节点。
尝试使用模板

需要一个nums和startindex，path记录所有节点，result记录每个子集
当statindex>=nums.length截止
单层操作：path.add(nums[i]);
subsetsHelper(nums,i+1);
path.removeLast();

解答思路：

在这里插入图片描述

收获：

同样是一道模板题：但是要清楚子集问题和组合问题、分割问题的的区别，子集是收集树形结构中树的所有节点的结果。
而组合问题、分割问题是收集树形结构中叶子节点的结果。

题目名称：90.子集II

给定一个可能包含重复元素的整数数组 nums，返回该数组所有可能的子集（幂集）。

说明：解集不能包含重复的子集。

示例:

输入: [1,2,2]
输出: [ [2], [1], [1,2,2], [2,2], [1,2], [] ]

第一想法：

和上一道题的区别在于有重复元素，以及重复元素不能重复使用。相似于40.组合总和，同样需要used数组用作提示数组，当nums[i-1]==nums[i]，进行剪枝操作，大体的逻辑是与78.子集相同的。只是要加入去重操作

解答思路：

在这里插入图片描述

class Solution {
       List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 存放符合条件结果的集合
   LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();// 用来存放符合条件结果
     boolean[] used;
    public List<List<Integer>> subsetsWithDup(int[] nums) {
        if(nums.length==0){
             result.add(path);
            return result;
        }
        Arrays.sort(nums);
        used= new  boolean[nums.length];
    subsetsWithDupHelper(nums,0);
    return result;
    }
    private void subsetsWithDupHelper(int[] nums, int startIndex){
         result.add(new ArrayList<>(path));
        if (startIndex >= nums.length){
            return;
        }
        for(int i=startIndex;i<nums.length;i++){
            if(i>0&&nums[i-1]==nums[i]&&!used[i-1]){
                 continue;
            }
            path.add(nums[i]);
            used[i] = true;
            subsetsWithDupHelper(nums, i + 1);
            path.removeLast();
            used[i] = false;
        }
    }
}