小学生都能看懂的题解 | #数字字符串转化成IP地址#

问题描述

我们需要把一个只包含数字的字符串转换成所有可能的IP地址。IP地址的格式是这样的：x.x.x.x，其中 x 是0到255之间的数字。例如，字符串 25525522135 可以转换成 255.255.22.135 和 255.255.221.35。

解决方案步骤

1. 分割字符串：

   • IP地址由四部分组成，我们需要从字符串中分出这四部分。

2. 检查每一部分：

   • 每一部分（x）必须是0到255之间的数字，并且不能以0开头（比如01、02不是有效的部分）。

3. 生成所有可能的组合：

   • 我们可以尝试从字符串的每个位置开始，分割出长度为1、2或3的部分，看看能否组成一个有效的IP地址。

4. 递归（重复做同样的事）：

   • 我们用一种叫“递归”的方法来不断尝试不同的分割方法，直到找到所有可能的有效IP地址。

代码解释

以下是每个部分的简单解释：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IPAddressGenerator {

• 我们导入了需要的工具（比如可以用来存储结果的列表）。
• 创建了一个名为 IPAddressGenerator 的类。

public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    backtrack(result, s, 0, "", 0);
    return result;
}

• restoreIpAddresses 是主方法，它接收一个字符串 s，然后调用另一个方法 backtrack 来找到所有可能的IP地址。
• 我们创建了一个空的列表 result 来存放找到的所有有效IP地址。

private void backtrack(List<String> result, String s, int index, String currentIp, int segmentCount) {

• backtrack 是一个帮助的方法，它会尝试分割字符串，找到有效的IP地址。
• 它的参数包括：result（结果列表），s（输入字符串），index（当前处理的位置），currentIp（当前形成的IP地址），segmentCount（当前已经分出的部分数量）。

if (segmentCount == 4 && index == s.length()) {
    result.add(currentIp);
    return;
}

• 这里我们检查如果已经分了4个部分，并且字符串也完全用完了，就把这个有效的IP地址加入结果列表。

if (segmentCount > 4 || index >= s.length()) {
    return;
}

• 如果分出的部分超过4个，或者字符串还没有结束，就直接返回，结束这个分割尝试。

for (int length = 1; length <= 3; length++) {
    if (index + length > s.length()) {
        break;
    }

• 这里我们尝试每一部分的长度，可以是1位、2位或3位。
• 如果超过了字符串的长度，就停止尝试。

String segment = s.substring(index, index + length);

• 从字符串中提取当前长度的部分。

if (isValid(segment)) {
    backtrack(result, s, index + length, currentIp + (segmentCount == 0 ? "" : ".") + segment, segmentCount + 1);
}

• 如果这部分是有效的，就继续递归，尝试分割剩下的部分。currentIp + (segmentCount == 0 ? "" : ".") + segment 是在当前IP后面加上这个部分。

private boolean isValid(String segment) {
    if (segment.length() > 1 && segment.charAt(0) == '0') {
        return false; // Leading zero
    }
    int value = Integer.parseInt(segment);
    return value >= 0 && value <= 255;
}

• isValid 方法检查每一部分是否有效：长度超过1且以0开头就不合法，数字必须在0到255之间。

完整代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IPAddressGenerator {

    public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
        List<String> result = new ArrayList<>();
        backtrack(result, s, 0, "", 0);
        return result;
    }

    private void backtrack(List<String> result, String s, int index, String currentIp, int segmentCount) {
        
        if (segmentCount == 4 && index == s.length()) {
            result.add(currentIp);
            return;
        }

        
        if (segmentCount > 4 || index >= s.length()) {
            return;
        }

        for (int length = 1; length <= 3; length++) {
           
            if (index + length > s.length()) {
                break;
            }
            String segment = s.substring(index, index + length);
            
            if (isValid(segment)) {
                
                backtrack(result, s, index + length, currentIp + (segmentCount == 0 ? "" : ".") + segment, segmentCount + 1);
            }
        }
    }

    private boolean isValid(String segment) {
        
        if (segment.length() > 1 && segment.charAt(0) == '0') {
            return false; 
        }
        int value = Integer.parseInt(segment);
        return value >= 0 && value <= 255;
    }

    
}

希望这篇文章对你有帮助👍。