93. 复原 IP 地址

有效 IP 地址 正好由四个整数（每个整数位于 0 到 255 之间组成，且不能含有前导 0），整数之间用 '.' 分隔。

• 例如："0.1.2.201" 和 "192.168.1.1" 是 有效 IP 地址，但是 "0.011.255.245"、"192.168.1.312" 和 "192.168@1.1" 是 无效 IP 地址。

给定一个只包含数字的字符串 s ，用以表示一个 IP 地址，返回所有可能的有效 IP 地址，这些地址可以通过在 s 中插入 '.' 来形成。你 不能 重新排序或删除 s 中的任何数字。你可以按 任何 顺序返回答案。

示例 1：

输入：s = "25525511135"
输出：["255.255.11.135","255.255.111.35"]

示例 2：

输入：s = "0000"
输出：["0.0.0.0"]

示例 3：

输入：s = "101023"
输出：["1.0.10.23","1.0.102.3","10.1.0.23","10.10.2.3","101.0.2.3"]

提示：

• 1 <= s.length <= 20
• s 仅由数字组成

回溯

class Solution {
    List<String> res = new ArrayList<>();

    public List<String> restoreIpAddresses(String s) {
        if (s == null || s.length() < 4 || s.length() > 12) {
            return res; // IP 地址的长度范围为 4 到 12
        }
        
        backtrack(s, 0, 0, new StringBuilder());
        return res;
    }

    // 回溯算法框架
    private void backtrack(String s, int start, int segment, StringBuilder current) {
        if (segment == 4 && start == s.length()) {
            // 如果已经分割为4个部分并且已经用完所有字符，加入结果
            res.add(current.toString());
            return;
        }
        if (segment == 4 || start == s.length()) {
            return; // 如果分割为4部分但还没用完所有字符，或者用完了字符但分割不到4部分，则直接返回。重点。
        }

        // 最多三位数，因此i-start+1最多是3。注意有start和i两个参数。
        for (int i = start; i < start + 3 && i < s.length(); i++) {
            if (isValid(s, start, i)) {
                int len = current.length(); // 记录当前长度，用于回溯
                if (segment > 0) { // 第一段前面不需要加点号，后面的需要加。
                    current.append('.');
                }
                
                // 把[start, i]子串加入结果。注意append方法的参数。
                current.append(s, start, i + 1);
                // 进入下一层回溯
                backtrack(s, i + 1, segment + 1, current);
                // 回溯
                current.setLength(len);
            }
        }
    }

    // 判断 s[start..end] 是否是一个合法的 IP 段
    private boolean isValid(String s, int start, int end) {
        if (end - start + 1 > 1 && s.charAt(start) == '0') {
            return false; // 不允许出现前导零。重点。
        }

        int num = Integer.parseInt(s.substring(start, end + 1));
        return num >= 0 && num <= 255; // IP 段必须在 0 到 255 之间
    }
}