组合5:电话号码的字母组合
创始人
2024-06-02 01:51:13
0

主要是我自己刷题的一些记录过程。如果有错可以指出哦,大家一起进步。
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代码随想录
leetcode链接:17.电话号码的字母组合

题目:

给定一个仅包含数字 2-9 的字符串,返回所有它能表示的字母组合。答案可以按 任意顺序 返回。

给出数字到字母的映射如下(与电话按键相同)。注意 1 不对应任何字母。
在这里插入图片描述

示例:

示例 1:

输入:digits = "23"
输出:["ad","ae","af","bd","be","bf","cd","ce","cf"]

示例 2:

输入:digits = ""
输出:[]

示例 3:

输入:digits = "2"
输出:["a","b","c"]

提示:

0 <= digits.length <= 4
digits[i] 是范围 ['2', '9'] 的一个数字。

思路:

从示例上来说,输入"23",最直接的想法就是两层for循环遍历了吧,正好把组合的情况都输出了。

如果输入"233"呢,那么就三层for循环,如果"2333"呢,就四层for循环…

大家应该感觉出和77.组合遇到的一样的问题,就是这for循环的层数如何写出来,此时又是回溯法登场的时候了。

理解本题后,要解决如下三个问题:

1. 数字和字母如何映射
2. 两个字母就两个for循环,三个字符我就三个for循环,以此类推,然后发现代码根本写不出来
3. 输入1 * #按键等等异常情况

数字和字母如何映射

可以使用map或者定义一个二维数组,例如:string letterMap[10],来做映射,我这里定义一个二维数组,代码如下:

const string letterMap[10] = {"", // 0"", // 1"abc", // 2"def", // 3"ghi", // 4"jkl", // 5"mno", // 6"pqrs", // 7"tuv", // 8"wxyz", // 9
};

回溯法来解决n个for循环的问题

例如:输入:“23”,抽象为树形结构,

图中可以看出遍历的深度,就是输入"23"的长度,而叶子节点就是我们要收集的结果,输出[“ad”, “ae”, “af”, “bd”, “be”, “bf”, “cd”, “ce”, “cf”]。

回溯三部曲:

确定回溯函数参数

首先需要一个字符串s来收集叶子节点的结果,然后用一个字符串数组result保存起来,这两个变量我依然定义为全局。

再来看参数,参数指定是有题目中给的string digits,然后还要有一个参数就是int型的index。

注意这个index可不是 77.组合和216.组合总和III中的startIndex了。

这个index是记录遍历第几个数字了,就是用来遍历digits的(题目中给出数字字符串),同时index也表示树的深度

代码如下:

vector result;
string s;
void backtracking(const string& digits, int index)

确定终止条件

例如输入用例"23",两个数字,那么根节点往下递归两层就可以了,叶子节点就是要收集的结果集。

那么终止条件就是如果index 等于 输入的数字个数(digits.size)了(本来index就是用来遍历digits的)。

然后收集结果,结束本层递归。

代码如下:

if (index == digits.size()) {result.push_back(s);return;
}

确定单层遍历逻辑

首先要取index指向的数字,并找到对应的字符集(手机键盘的字符集)。

然后for循环来处理这个字符集,代码如下:

int digit = digits[index] - '0';        // 将index指向的数字转为int
string letters = letterMap[digit];      // 取数字对应的字符集
for (int i = 0; i < letters.size(); i++) {s.push_back(letters[i]);            // 处理backtracking(digits, index + 1);    // 递归,注意index+1,一下层要处理下一个数字了s.pop_back();                       // 回溯
}

注意这里for循环,可不像是在回溯算法:求组合问题!和回溯算法:求组合总和!中从startIndex开始遍历的。

因为本题每一个数字代表的是不同集合,也就是求不同集合之间的组合,而77. 组合和216.组合总和III都是求同一个集合中的组合!

注意:输入1 * #按键等等异常情况

代码中最好考虑这些异常情况,但题目的测试数据中应该没有异常情况的数据,所以我就没有加了。

但是要知道会有这些异常,如果是现场面试中,一定要考虑到!

C++代码

关键地方都讲完了,按照关于回溯算法,你该了解这些!中的回溯法模板,不难写出如下C++代码:

// 版本一
class Solution {
private:const string letterMap[10] = {"", // 0"", // 1"abc", // 2"def", // 3"ghi", // 4"jkl", // 5"mno", // 6"pqrs", // 7"tuv", // 8"wxyz", // 9};
public:vector result;string s;void backtracking(const string& digits, int index) {if (index == digits.size()) {result.push_back(s);return;}int digit = digits[index] - '0';        // 将index指向的数字转为intstring letters = letterMap[digit];      // 取数字对应的字符集for (int i = 0; i < letters.size(); i++) {s.push_back(letters[i]);            // 处理backtracking(digits, index + 1);    // 递归,注意index+1,一下层要处理下一个数字了s.pop_back();                       // 回溯}}vector letterCombinations(string digits) {s.clear();result.clear();if (digits.size() == 0) {return result;}backtracking(digits, 0);return result;}
};

一些写法,是把回溯的过程放在递归函数里了,例如如下代码,我可以写成这样:(注意注释中不一样的地方)

// 版本二
class Solution {
private:const string letterMap[10] = {"", // 0"", // 1"abc", // 2"def", // 3"ghi", // 4"jkl", // 5"mno", // 6"pqrs", // 7"tuv", // 8"wxyz", // 9};
public:vector result;void getCombinations(const string& digits, int index, const string& s) { // 注意参数的不同if (index == digits.size()) {result.push_back(s);return;}int digit = digits[index] - '0';string letters = letterMap[digit];for (int i = 0; i < letters.size(); i++) {getCombinations(digits, index + 1, s + letters[i]);  // 注意这里的不同}}vector letterCombinations(string digits) {result.clear();if (digits.size() == 0) {return result;}getCombinations(digits, 0, "");return result;}
};

我不建议把回溯藏在递归的参数里这种写法,很不直观,我在二叉树:以为使用了递归,其实还隐藏着回溯这篇文章中也深度分析了,回溯隐藏在了哪里。
所以大家可以按照版本一来写就可以了。

总结

本篇将题目的三个要点一一列出,并重点强调了和前面讲解过的77. 组合和216.组合总和III的区别,本题是多个集合求组合,所以在回溯的搜索过程中,都有一些细节需要注意的。

其实本题不算难,但也处处是细节,大家还要自己亲自动手写一写。

自己的代码

class Solution {vectorresult;string path;string hashTable[10] = {"",           //0"",           //1"abc",        //2"def",        //3"ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz",      //9};void backtracking(const string digits, int targetDepth, int curDepth, int startIndex) {if (curDepth == targetDepth) {result.push_back(path);}if (startIndex >= targetDepth) return;for (auto ch : hashTable[digits[startIndex] - '0']) {path.push_back(ch);backtracking(digits, targetDepth, curDepth + 1, startIndex + 1);path.pop_back();}}public:vector letterCombinations(string digits) {result.clear();if (!digits.length()) return result;//排除特殊backtracking(digits, digits.size(), 0, 0);return result;}
};

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