复原IP地址：六六力扣刷题经典案例

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2024-02-01 17:02:20

回溯经典：用六六力扣刷题还原 IP 地址

前言

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身为一名技术博客创作专家，我常常需要以独树一帜的观点展现事物，以此为基础构建文章。这次，我将用自己擅长的技术角度，和大家聊聊力扣刷题中的经典回溯问题——复原 IP 地址。

问题

给定一个仅包含数字 0-9 的字符串 s，请你将其还原为一个 IP 地址。一个有效的 IP 地址由四个数字组成，这些数字之间由 '.' 分隔。可以保证 s 转换后的 IP 地址为有效 IP 地址。

例如，以下字符串都可以转换为一个有效的 IP 地址：

"19216811" -> "192.168.1.1"
"1921681114" -> "192.168.1.14"
"1023156254" -> "10.23.15.62"

回溯算法

解决复原 IP 地址问题，我们自然而然会想到回溯算法。回溯是一种经典的深度优先搜索算法，可以遍历所有可能的情况，找到满足条件的解。

回溯算法的具体步骤如下：

从字符串的第一个字符开始，尝试以第一个字符为起点，截取长度为 1、2、3 的子字符串。
如果截取的子字符串是一个有效的 IP 段（即 0 <= 子字符串 <= 255），则继续递归处理剩下的字符串。
如果截取的子字符串不是一个有效的 IP 段，则回溯到上一步，尝试截取长度为 2、3 的子字符串。
重复步骤 1-3，直到遍历完整个字符串或找到一个有效的 IP 地址。

代码实现

根据回溯算法，我们可以写出如下代码：

def restoreIpAddresses(s):
  def is_valid_ip_segment(segment):
    if len(segment) == 0 or len(segment) > 3:
      return False
    if segment[0] == '0' and len(segment) > 1:
      return False
    ip_segment = int(segment)
    return 0 <= ip_segment <= 255

  def backtrack(index, path):
    if index == len(s) and len(path) == 4:
      result.append('.'.join(path))
      return
    
    for i in range(1, 4):
      segment = s[index:index+i]
      if is_valid_ip_segment(segment):
        backtrack(index+i, path+[segment])
  
  result = []
  backtrack(0, [])
  return result