day28 | 回溯4

0.引言

● 93.复原IP地址
● 78.子集
● 90.子集II

93.# 复原 IP 地址

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Medium (57.85%) 1180 -

有效 IP 地址 正好由四个整数(每个整数位于 0255 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""192.168.1.1"有效 IP 地址,但是 "0.011.255.245""192.168.1.312""192.168@1.1"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

Discussion | Solution

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这些个老六题目:

class Solution {
 public:
  vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
    vector<string> IPS;
    back_tracking(s, 0, 0, IPS);
    return IPS;
  }

 private:
  void back_tracking(string& s, int idx, int point_num, vector<string>& IPS) {
    // 1.终止条件
    if (point_num == 3) {  // 当有三个点时就是分割到了最后
                           // 判断最后一段是否合法
      if (is_valid(s, idx, s.size() - 1)) {
        IPS.push_back(s);
      }
      return;
    }

    // 2.遍历
    for (int i = idx; i < s.size(); ++i) {
      if (is_valid(s, idx, i)) {
        // 插入 ‘.’
        s.insert(s.begin() + i + 1, '.');
        point_num++;
        back_tracking(s, i + 2, point_num, IPS);
        point_num--;
        s.erase(s.begin() + i + 1);
      } else {
        break;  // 不合法直接break
      }
    }
  }

  bool is_valid(string& s, int start_idx, int end_idx) {
    if (start_idx > end_idx) return false;
    // 0 开头不合法
    if (s[start_idx] == '0' && start_idx != end_idx) return false;
    // 非数字
    long int num = 0;
    for (int i = start_idx; i <= end_idx; ++i) {
      if (s[i] < '0' || s[i] > '9') return false;
      num = num * 10 + s[i] - '0';
    }
    if (num > 255) return false;
    // 数字大于255 非法
    // string str = s.substr(start_idx, end_idx);
    // if (std::stoi(str) > 255) return false;
    return true;
  }
};

78.# 子集

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Medium (81.05%) 1976 -

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

Discussion | Solution

回溯

想通过当前的size来实现,好像不太行:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=78 lang=cpp
 *
 * [78] 子集
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> subset;
    int cur_subset_size = 1;
    res.push_back(subset);
    dfs(nums, 0, cur_subset_size, subset, res);
    return res;
  }

 private:
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, int& cur_subset_size,
           std::vector<int>& subset, std::vector<std::vector<int>>& res) {
    // 1.终止条件
    if (subset.size() == cur_subset_size) {
      res.push_back(subset);
      if (start_idx >= nums.size()-1) {
        cur_subset_size++;
      }
      return;
    }
    // 2.遍历
    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      subset.push_back(nums[i]);
      dfs(nums, i + 1, cur_subset_size, subset, res);
      subset.pop_back();
    }
  }
};
// @lc code=end

有意思哦:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=78 lang=cpp
 *
 * [78] 子集
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> subset;
    res.push_back(subset);
    dfs(nums, 0, subset, res);
    return res;
  }

 private:
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<int>& subset,
           std::vector<std::vector<int>>& res) {
    // 1.终止条件
    if (start_idx >= nums.size()) {
      return;
    }
    // 选择第 i 个元素的情况下,进行后面元素的递归选择
    subset.push_back(nums[start_idx]);  // 理解:这里是推入的一个数
    res.push_back(subset);
    dfs(nums, start_idx + 1, subset, res);  // 递归
    // 第一次递归回溯到这里后,再次进行操作
    // 取消选择第 i 个元素,再次进行递归
    subset.pop_back();  // 从subset中剔除第 i 个元素的选择
    dfs(nums, start_idx + 1, subset, res);
  }
};
// @lc code=end

还是统一模板最炫酷:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=78 lang=cpp
 *
 * [78] 子集
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> subset;
    dfs(nums, 0, subset, res);
    return res;
  }

 private:
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<int>& subset,
           std::vector<std::vector<int>>& res) {
    res.push_back(subset);  // 收集子集,要放在终止条件的上面,否则会漏掉自己
    // 1.终止条件
    if (start_idx >= nums.size()) {
      return;
    }
    // 2.遍历
    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      subset.push_back(nums[i]);
      dfs(nums, i + 1, subset, res);
      subset.pop_back();
    }
  }
};
// @lc code=end

90.# 子集 II

Category Difficulty Likes Dislikes
algorithms Medium (63.68%) 1060 -

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

Discussion | Solution

回溯法

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=90 lang=cpp
 *
 * [90] 子集 II
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> subsetsWithDup(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> subset;
    std::vector<bool> used(nums.size(), false);
    std::sort(nums.begin(), nums.end());  // 去重需要排序
    dfs(nums, 0, used, subset, res);
    return res;
  }

 private:
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<bool>& used,
           std::vector<int>& subset, std::vector<std::vector<int>>& res) {
    res.push_back(subset);  // 收集子集,要放在终止添加的上面,否则会漏掉自己
    // 1.终止条件
    if (start_idx >= nums.size()) {
      return;
    }
    // 2.遍历
    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      // used[i - 1] == true,说明同一树枝candidates[i - 1]使用过
      // used[i - 1] == false,说明同一树层candidates[i - 1]使用过
      // 而我们要对同一树层使用过的元素进行跳过
      if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && used[i - 1] == false) {
        continue;
      }
      subset.push_back(nums[i]);
      used[i] = true;
      dfs(nums, i + 1, used, subset, res);
      used[i] = false;
      subset.pop_back();
    }
  }
};
// @lc code=end
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