力扣--动态规划/深度优先算法/回溯算法93.复原IP地址

这题主要用了动态规划和回溯算法。

1. 动态规划数组初始化（DP数组）:

   • 首先，创建一个二维数组dp，用于记录字符串中哪些部分是合法的IP地址。
   • 对字符串进行遍历，同时考虑每个可能的IP地址部分（每部分由1到3个字符组成，对应0-255），并根据IPv4地址的规则进行判断，更新dp数组。

2. 深度优先搜索（DFS）:

   • 定义DFS函数，用于递归生成合法的IPv4地址。该函数采用回溯法，遍历每一部分可能的范围，将符合条件的部分添加到当前路径中。
   • 如果已经形成四个部分且遍历到字符串末尾，将路径转为字符串，并加入结果集。
   • 否则，继续递归生成下一部分。
   • 在生成下一部分之前，将路径中的当前部分标记为一个点号（'.'），以区分IPv4地址的各个部分。

3. 返回结果:

   • 在主函数restoreIpAddresses中，首先初始化dp数组，然后调用DFS函数，开始生成合法的IPv4地址。
   • 最后，返回生成的IPv4地址结果集。

class Solution {
    vector<string> result;  // 存储结果的容器
    vector<char> path;      // 存储当前路径的容器

    // 深度优先搜索函数，用于生成合法的IPv4地址
    void dfs(vector<vector<bool>>& dp, string s, int start, int num) {
        num++;
        if (num >= 5)  // 如果已经有四个部分了，结束递归
            return;

        // 遍历当前部分的可能范围
        for (int i = start; i - start <= 2 && i < s.size(); i++) {
            if (dp[start][i] == true) {
                // 将当前部分加入路径
                for (int j = start; j <= i; j++)
                    path.push_back(s[j]);

                // 如果已经是最后一部分且遍历到字符串末尾，将路径转为字符串加入结果集
                if (i == s.size() - 1 && num == 4) {
                    string str;
                    str.assign(path.begin(), path.end());
                    result.push_back(str);
                }
                // 否则，继续递归生成下一部分
                else {
                    path.push_back('.');
                    dfs(dp, s, i + 1, num);
                    path.pop_back();
                }

                // 回溯，将当前部分从路径中移除
                for (int j = start; j <= i; j++)
                    path.pop_back();
            }
        }
        return;
    }

public:
    // 主函数，生成合法IPv4地址的入口
    vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
        int n = s.size();
        // dp数组用于记录字符串中哪些部分是合法的
        vector<vector<bool>> dp(n, vector<bool>(n, false));

        // 遍历字符串，初始化dp数组
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = i; j <= i + 2 && j < n; j++) {
                if (i == j)
                    dp[i][j] = true;
                else if (i == j - 1) {
                    if (s[i] == '0')
                        dp[i][j] = false;
                    else
                        dp[i][j] = true;
                } else {
                    if (s[i] == '0' || s[i] >= '3')
                        dp[i][j] = false;
                    else if (s[i] == '1')
                        dp[i][j] = true;
                    else {
                        if (s[i + 1] <= '4' || (s[i + 1] == '5' && s[j] <= '5'))
                            dp[i][j] = true;
                    }
                }
            }
        }

        // 调用深度优先搜索函数，开始生成合法IPv4地址
        dfs(dp, s, 0, 0);

        // 返回最终结果
        return result;
    }
};