☆打卡算法☆LeetCode 93、复原 IP 地址 算法解析

简介: “给定一个只包含整数的字符串,表示一个IP地址,返回所有可能有效的IP地址,在这些地址中插入点来形成。”

一、题目


1、算法题目

“给定一个只包含整数的字符串,表示一个IP地址,返回所有可能有效的IP地址,在这些地址中插入点来形成。”

题目链接:

来源:力扣(LeetCode)

链接:93. 复原 IP 地址 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)


2、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"]
复制代码
示例 2:
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"]
复制代码


二、解题


1、思路分析

找出所有可能的IP地址,可以考虑使用回溯的方法,对所有的字符串进行分割筛选,找到满足要求的所有答案。

首先从开始位置开始,从IP地址每一段进行分析,由于IP地址的每一段必须是0-255的整数,那么就枚举这一段IP地址,如果满足要求就进行下一段的搜索,然后调用递归函数。


2、代码实现

代码参考:

class Solution {
    static final int SEG_COUNT = 4;
    List<String> ans = new ArrayList<String>();
    int[] segments = new int[SEG_COUNT];
    public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
        segments = new int[SEG_COUNT];
        dfs(s, 0, 0);
        return ans;
    }
    public void dfs(String s, int segId, int segStart) {
        // 如果找到了 4 段 IP 地址并且遍历完了字符串,那么就是一种答案
        if (segId == SEG_COUNT) {
            if (segStart == s.length()) {
                StringBuffer ipAddr = new StringBuffer();
                for (int i = 0; i < SEG_COUNT; ++i) {
                    ipAddr.append(segments[i]);
                    if (i != SEG_COUNT - 1) {
                        ipAddr.append('.');
                    }
                }
                ans.add(ipAddr.toString());
            }
            return;
        }
        // 如果还没有找到 4 段 IP 地址就已经遍历完了字符串,那么提前回溯
        if (segStart == s.length()) {
            return;
        }
        // 由于不能有前导零,如果当前数字为 0,那么这一段 IP 地址只能为 0
        if (s.charAt(segStart) == '0') {
            segments[segId] = 0;
            dfs(s, segId + 1, segStart + 1);
        }
        // 一般情况,枚举每一种可能性并递归
        int addr = 0;
        for (int segEnd = segStart; segEnd < s.length(); ++segEnd) {
            addr = addr * 10 + (s.charAt(segEnd) - '0');
            if (addr > 0 && addr <= 0xFF) {
                segments[segId] = addr;
                dfs(s, segId + 1, segEnd + 1);
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}
复制代码

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3、时间复杂度

用COUNT=4表示IP地址的段数。

时间复杂度 : O(3COUNTX |s|)

由于IP地址每一段的位数不会超过3,因此递归最多三层,那么时间复杂度就是O(3COUNT),如果复原出了一种满足题目要求的IP地址,那么还需要O(|s|)的时间加入到时间复杂度中。

空间复杂度: O(COUNT)

只计入存储答案的数组以外的额外空间复杂度,因此空间复杂度为O(COUNT)。


三、总结

这道题就是一个深度优先遍历的问题。

通过遍历每一段IP地址来判断是否满足要求,来一层层的去找到满足题意的答案。



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