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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"]
提示：
- 1 <= s.length <= 20
- s 仅由数字组成
题目元素
- 给定一个只包含数字的字符串s，返回将这个字符串用'.'分割，得到的所有有效的ip地址；
- 有效ip，总共4个段，每个段在[0,255]之间，且数字不能以0开头（除0本身之外）。
解题思路
首先，确认这个字符串最多只能被分割成4个，且每个子串的最大长度为3，所以一些前置条件，当s长度大于12时或者s长度小于4时，直接返回空数组。
解题思路就是移动'.'的位置，然后判断获得的新ip地址是否合法；在一定范围内移动某一元素可以使用回溯+剪枝的方法。
首先确定本题回溯的三要素：
- 已选择路径，一条路径中已经分割完的子串；
- 可做出的选择，还未被放入路径中的s中的元素；
- 终止条件：当可做出的选择长度为0并且当前已做出的选择长度为4。
剪枝：
什么是剪枝呢？就是优化搜索过程中不必要的路径，缩减路径范围，达到优化的目的的一种手段。
- 数字第一位为0，则当前子串不能再追加数字；
- 数字长度为3，且大小大于255，直接进行下次循环。
代码实现
public static List<String> restoreIpAddresses(String s) {
List<String> res = new ArrayList<>();
char[] chars = s.toCharArray();
if (chars.length <4 || chars.length > 12) {
return res;
}
// 已选择的ip子串，长度为4
int[] path = new int[4];
// 回溯
backTrack(chars,0,0,path,res);
return res;
}
/**
* 回溯主方法
*
* @param chars 所有字符
* @param index 当前选择到的chars的索引，可选择的路径为[index,chars.length-1]
* @param num 当前ip段已选择到的段数
* @param path 已选择的路径
* @param res 所有结果
*/
private static void backTrack(char[] chars, int index, int num, int[] path, List<String> res) {
if (index == chars.length) {
// 终止条件
if (num == 4) {
// 将当前选择放入res中
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i : path) {
sb.append(i).append(".");
}
res.add(sb.substring(0, sb.length() - 1));
}
return;
}
if (num == 4) {
return;
}
// 做选择
char nowChar = chars[index];
// 加入当前组
if (nowChar == '0') {
// 直接放入当前分组
path[num] = 0;
// 进行下一次选择
backTrack(chars,index+1,num+1,path,res);
return;
}
// 当前选择的段值
int nowSeg = 0;
// 循环当前段可做的选择
for (int i=index;i<chars.length&&i<index+3;i++) {
nowSeg = nowSeg * 10 + (chars[i]-'0');
if (nowSeg > 255) {
break;
}
// 做选择
// 循环里面每次选择都会覆盖之前做的选择，所以也算是回退了
path[num] = nowSeg;
backTrack(chars,i+1,num+1,path,res);
}
}
