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代码随想录算法训练营第二十七天 | 93.复原IP地址，78.子集，90.子集II

时间：2023-02-12 00:55:19浏览次数：64  
标签：return nums int 随想录 II startIndex vector 子集 backtracking

一、参考资料

复原IP地址

题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/0093.%E5%A4%8D%E5%8E%9FIP%E5%9C%B0%E5%9D%80.html

视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1XP4y1U73i/

子集

题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/0078.%E5%AD%90%E9%9B%86.html

视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1U84y1q7Ci

子集II

题目链接/文章讲解：https://programmercarl.com/0090.%E5%AD%90%E9%9B%86II.html

视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1vm4y1F71J

二、LeetCode93.复原IP地址

https://leetcode.cn/problems/restore-ip-addresses/description/

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 " [email protected]" 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

切割问题可以抽象为树型结构，如图：

感觉在昨天的基础上理解~思路顺畅好多

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<string> res;
  4.     bool isValid(string s, int begin, int end) {
  5.         if (begin > end) return false;
  6.         if (s[begin] == '0' && begin != end) return false;
  7.         int num = 0;
  8.         for (int i = begin; i <= end; i++) {
  9.             if (s[i] < '0' || s[i] > '9') return false;
  10.             num = num * 10 + (s[i] - '0');
  11.             if (num > 255) return false;
  12.         }
  13.         return true;
  14.     }
  15.     void backtracking(string& s, int startIndex, int pointNum) {
  16.         if (pointNum == 3) {
  17.             if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {
  18.                 res.push_back(s);
  19.             }
  20.             return ;
  21.         }
  22.         for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
  23.             if (isValid(s, startIndex, i)) {
  24.                 s.insert(s.begin() + i + 1, '.');
  25.                 pointNum += 1;
  26.                 backtracking(s, i + 2, pointNum);
  27.                 pointNum -= 1;
  28.                 s.erase(s.begin() + i + 1);
  29.             } else break;
  30.         }
  31.     }
  32. public:
  33.     vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
  34.         if (s.size() < 4 || s.size() > 12) return res;
  35.         backtracking(s, 0, 0);
  36.         return res;
  37.     }
  38. };

带注释版：

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<string> result;// 记录结果
  4.     // startIndex: 搜索的起始位置，pointNum:添加逗点的数量
  5.     void backtracking(string& s, int startIndex, int pointNum) {
  6.         if (pointNum == 3) { // 逗点数量为3时，分隔结束
  7.             // 判断第四段子字符串是否合法，如果合法就放进result中
  8.             if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {
  9.                 result.push_back(s);
  10.             }
  11.             return;
  12.         }
  13.         for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
  14.             if (isValid(s, startIndex, i)) { // 判断 [startIndex,i] 这个区间的子串是否合法
  15.                 s.insert(s.begin() + i + 1 , '.');  // 在i的后面插入一个逗点
  16.                 pointNum++;
  17.                 backtracking(s, i + 2, pointNum);   // 插入逗点之后下一个子串的起始位置为i+2
  18.                 pointNum--;                         // 回溯
  19.                 s.erase(s.begin() + i + 1);         // 回溯删掉逗点
  20.             } else break; // 不合法，直接结束本层循环
  21.         }
  22.     }
  23.     // 判断字符串s在左闭又闭区间[start, end]所组成的数字是否合法
  24.     bool isValid(const string& s, int start, int end) {
  25.         if (start > end) {
  26.             return false;
  27.         }
  28.         if (s[start] == '0' && start != end) { // 0开头的数字不合法
  29.                 return false;
  30.         }
  31.         int num = 0;
  32.         for (int i = start; i <= end; i++) {
  33.             if (s[i] > '9' || s[i] < '0') { // 遇到非数字字符不合法
  34.                 return false;
  35.             }
  36.             num = num * 10 + (s[i] - '0');
  37.             if (num > 255) { // 如果大于255了不合法
  38.                 return false;
  39.             }
  40.         }
  41.         return true;
  42.     }
  43. public:
  44.     vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
  45.         result.clear();
  46.         if (s.size() < 4 || s.size() > 12) return result; // 算是剪枝了
  47.         backtracking(s, 0, 0);
  48.         return result;
  49.     }
  50. };

三、LeetCode78.子集

https://leetcode.cn/problems/subsets/description/

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]]
提示：
1 <= nums.length <= 10
-10 <= nums[i] <= 10
nums 中的所有元素 互不相同

如果把 子集问题、组合问题、分割问题都抽象为一棵树的话，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！

从图中红线部分，可以看出遍历这个树的时候，把所有节点都记录下来，就是要求的子集集合。

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<vector<int>> result;
  4.     vector<int> path;
  5.     void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex) {
  6.         result.push_back(path); // 收集子集，要放在终止添加的上面，否则会漏掉自己
  7.         if (startIndex >= nums.size()) { // 终止条件可以不加
  8.             return;
  9.         }
  10.         for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) {
  11.             path.push_back(nums[i]);
  12.             backtracking(nums, i + 1);
  13.             path.pop_back();
  14.         }
  15.     }
  16. public:
  17.     vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
  18.         result.clear();
  19.         path.clear();
  20.         backtracking(nums, 0);
  21.         return result;
  22.     }
  23. };

在注释中，可以发现可以不写终止条件，因为本来我们就要遍历整棵树。

有的同学可能担心不写终止条件会不会无限递归？

并不会，因为每次递归的下一层就是从i+1开始的。

我写的如下~【唔，理解了思路后first blood】

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<int> path;
  4.     vector<vector<int>> res;
  5.  
  6.     void backtracking (vector<int> nums, int startIndex) {
  7.         res.push_back(path);
  8.         if (startIndex > nums.size()) return ;
  9.         for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) {
  10.             path.push_back(nums[i]);
  11.             backtracking(nums, i + 1);
  12.             path.pop_back();
  13.         }
  14.     }
  15. public:
  16.     vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
  17.         backtracking(nums, 0);
  18.         return res;
  19.     }
  20. };

四、LeetCode90.子集II

https://leetcode.cn/problems/subsets-ii/description/

给你一个整数数组 nums ，其中可能包含重复元素，请你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。返回的解集中，子集可以按 任意顺序 排列。

示例 1：
输入：nums = [1,2,2] 输出：[[],[1],[1,2],[1,2,2],[2],[2,2]]
示例 2：
输入：nums = [0] 输出：[[],[0]]
提示：
1 <= nums.length <= 10
-10 <= nums[i] <= 10

带注释版：

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<vector<string>> result;
  4.     vector<string> path; // 放已经回文的子串
  5.     void backtracking (const string& s, int startIndex) {
  6.         // 如果起始位置已经大于s的大小，说明已经找到了一组分割方案了
  7.         if (startIndex >= s.size()) {
  8.             result.push_back(path);
  9.             return;
  10.         }
  11.         for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
  12.             if (isPalindrome(s, startIndex, i)) {   // 是回文子串
  13.                 // 获取[startIndex,i]在s中的子串
  14.                 string str = s.substr(startIndex, i - startIndex + 1);
  15.                 path.push_back(str);
  16.             } else {                                // 不是回文，跳过
  17.                 continue;
  18.             }
  19.             backtracking(s, i + 1); // 寻找i+1为起始位置的子串
  20.             path.pop_back(); // 回溯过程，弹出本次已经填在的子串
  21.         }
  22.     }
  23.     bool isPalindrome(const string& s, int start, int end) {
  24.         for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
  25.             if (s[i] != s[j]) {
  26.                 return false;
  27.             }
  28.         }
  29.         return true;
  30.     }
  31. public:
  32.     vector<vector<string>> partition(string s) {
  33.         result.clear();
  34.         path.clear();
  35.         backtracking(s, 0);
  36.         return result;
  37.     }
  38. };

优化后的代码就没详细学了

我能自己写出这个题的代码，已经觉得自己真的进步很大了：

  1. class Solution {
  2. private:
  3.     vector<string> path;
  4.     vector<vector<string>> res;
  5.  
  6.     bool isPalinedromic(string s, int begin, int end) {
  7.         for (int i = begin, j = end; i < j; i++, j--) {
  8.             if (s[i] != s[j]) return false;
  9.         }
  10.         return true;
  11.     }
  12.  
  13.     void backtracking (string s, int startIndex) {
  14.         if(startIndex > s.size()) return ;
  15.         if (startIndex == s.size()) {
  16.             res.push_back(path);
  17.             return ;
  18.         }
  19.         for(int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
  20.             if(isPalinedromic(s, startIndex, i)) {
  21.                 string str = s.substr(startIndex, i - startIndex + 1);
  22.                 path.push_back(str);
  23.             } else continue;
  24.             backtracking(s, i + 1);
  25.             path.pop_back();
  26.         }
  27.     }
  28. public:
  29.     vector<vector<string>> partition(string s) {
  30.         backtracking(s, 0);
  31.         return res;
  32.     }
  33. };

今日总结：

题目确实是当天写完的，只是博客没有及时写

  1. 感觉到自己真的进步好多了，能够理解懂视频的题目讲解，经历一些debug后还能尝试控制时间的前提下独立完成代码。

  1. 今天的难点应该挺多的，我花了很多时间理解来着，讲解回文串分割的视频应该看了两遍。

  1. 另外今天的组合数一个不太容易想到题解的“去重”问题，也是挺困扰，希望真的掌握后能做到举一反三呢

继续加油哈小赵~

标签：return,nums,int,随想录,II,startIndex,vector,子集,backtracking
From： https://www.cnblogs.com/ucaszym/p/17113160.html

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