LeetCode第93题复原IP地址：算法之美

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2023-08-29 21:32:31

解构 LeetCode 第 93 题：巧妙复原 IP 地址

在算法编程领域，LeetCode 第 93 题以其巧妙的考察角度和应用广泛的算法知识而闻名。本篇博客将深入剖析这道题，带领你领略算法的魅力。

题意简述

给定一个字符串 s，它的长度由四个整数 a.b.c.d 表示，其中 a、b、c 和 d 的范围均为 1 到 255。你的任务是找出所有可能的 IP 地址，这些 IP 地址可以由该字符串 s 复原。

解题思路

解决这道题的关键在于理解 IP 地址的组成规则以及回溯算法和动态规划的思想。

回溯算法：穷尽所有可能性

回溯算法是一种递归算法，它通过系统地枚举所有可能的解决方案来搜索问题空间。在本题中，我们通过枚举 IP 地址的四个部分来搜索所有可能的解决方案。

动态规划：避免重复计算

动态规划是一种解决优化问题的算法，它通过存储子问题的解决方案来避免重复计算。在本题中，我们可以通过存储 IP 地址每个部分的解决方案来避免重复计算。

解题步骤

拆分字符串： 将字符串 s 分割成四个部分，每个部分的长度为 1 到 3 位。
验证部分： 检查每个部分是否是一个有效的 IP 地址部分，范围为 0 到 255，并且不能以 0 开头（除非是单个 0）。
组合 IP： 如果所有四个部分都是有效的 IP 地址部分，那么我们将它们组合成一个 IP 地址。
存储结果： 将所有可能的 IP 地址存储在一个列表中，并返回该列表。

示例代码

def restore_ip_addresses(s):
    """
    :type s: str
    :rtype: List[str]
    """
    result = []

    def is_valid_ip_part(part):
        return 0 <= int(part) <= 255 and (not part.startswith('0') or part == '0')

    def backtrack(start, parts):
        if start == len(s) and len(parts) == 4:
            result.append('.'.join(parts))
            return

        for i in range(start + 1, min(start + 4, len(s) + 1)):
            part = s[start:i]
            if is_valid_ip_part(part):
                parts.append(part)
                backtrack(i, parts)
                parts.pop()

    backtrack(0, [])
    return result