LeetCode 17. 电话号码的字母组合

这是无量测试之道的第220篇原创

题目来源于 LeetCode 的第 17 题，难度为：中等。目前的通过率是56.8%。

  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。

很多排列组合相关的问题，都可以通过(Depth First Search)dfs，深度优先搜索来解决。

解题思路分析： 为了便于理解解题思路，我选取[2,5,8]为例来分析。[2,5,8]对应的字母分别是：[ "abc", "jkl", "tuv" ]。

算法步骤：

1. 第一步选择a
2. 第二步选择j
3. 第三步选择t
4. 然后j->t的这根红色的线回退到j
5. 然后选择u
6. 然后j->u的这根线回退到j
7. 然后选择v
8. 然后aj切换到ak
9. ...
10. 然后ak切换到al
11. 完成以a开始的组合
12. ...
13. 到最后以c开始的组合

核心是： 如何回退？

比如ajt如何回退到aj。从压栈的情景上考虑，我们很容易想到的就是递归。

先看下代码，然后我再根据代码来进行分析，这样会更加容易的理解。

代码如下：

 class LeetsArray: NSObject {
    private let lettersArray: [[Character]] = [ ["a","b","c"], ["d","e","f"], ["g","h","i"], ["j","k","l"], ["m","n","o"], ["p","q","r", "s"], ["t","u","v"], ["w","x","y","z"] ]
    private var digitsArray = [Int]()
    private var list = [String]()
    private var str = [Character]()
    func letterCombinations(_ digits: String) -> [String] {
        if digits.count == 0 { return list }
        digitsArray = Array(digits).map { Int(String($0)) ?? 2 }
        str = [Character](repeating: Character("^"), count: digitsArray.count)
        dfs(index: 0)
        return list
    }
    
    private func dfs(index: Int) {
        if index == digitsArray.count {
            list.append(String(str))
            return
        }
        
        let letters = lettersArray[ digitsArray[index] - 2 ]
        for letter in letters {
            str[index] = letter
            dfs(index: index + 1)
        }
    }
}

代码说明：

1. lettersArray就是数字的映射表； digitsArray是用来存将字符串digits转成数组的元素，比如传入"258",我们会将之存储为[ 2, 5, 8]； str是用来存储临时生成的字符串如ajt; list是用来存我们组合的字符串，比如list = [ [ajt] ,[aju] ,[ajv] ]。
2. func letterCombinations(_ digits: String) -> [String]这个主方法主要是做了变量的初始化，以及如果传进来的digits为空的判空操作。然后调用dfs(index: 0)
3. func dfs(index: Int)的实现说明
   1. 如果搜索的深度和传进来的"258".length = 3的深度相等，就将str存入到list里面
   2. 如果深度没有超过就继续执行 2.1 index==[0,1,2]时分别取出abc、jkl、tuv 2.2 然后for循环将值存入str 2.3 递归调用: dfs(index: index + 1)

  其实看到这里，也真的不好理解。因为有了递归，事情就不仅仅是用简单的语言就能讲述清楚了。为了让大家更好的理解，我就用伪代码来表达递归的思想。以及举一个小的例子来解释这道题是如何回退的。

  根据今天的例子[2,5,8]来讲解，也就是说只有3层，所以我将实现代码整理成了伪代码，如下图：其中红框、绿框、蓝框框的代码就是三次递归调用的过程。

例子流程详细中间过程：

  从func letterCombinations中的 { dfs(index: 0) }

1. 这个时候letters = abc,然后进入第9行代码也就是for循环流程
2. 执行第10行，str[0] = "a",然后执行第11行dfs方法
3. 进入第一次递归调用此时index = 1,if判断为false，然后取出letters，此时letters = "jkl"，然后进入for循环流程，执行到第20行，str[1] = "j",然后执行第21行dfs方法
4. 进入第二次递归调用此时index = 2,if判断为false，然后取出letters，此时letters = "tuv"，然后进入for循环流程，执行到第20行，str[2] = "t",然后执行第31行dfs方法
5. 进入第三次递归调用此时index = 3,if判断为true，执行list.append(str)，然后return,【此时str = "ajt"】。
6. index == 3后，递归return，就会return到上一步，也就是第4步的for循环中，此时的letters = "tuv"，for循环继续，此时的letter改为u。然后执行第31行的dfs
7. 再次进入递归，此时index == 3，走和第6步一样的逻辑，直到第4步的for循环结束掉，再次return第3步的递归
8. 一直这样下去，直到遍历完所有。

  详细的过程我通过伪代码和举例子的方式来详细的说明了。大家可以根据上述的伪代码思路走一遍，应该可以很快的理解。

总结：

  今天主要通过这个排列组合的题目，引出了dfs深度优先搜索算法，然后通过使用dfs来解决了这道leetcode的算法题。因为该算法包含递归，为了便于大家理解，我通过伪代码和大家详细的介绍了其实现流程也就是如何回退的，其实站到高一点想想，递归本身就是先疯狂压栈然后再出栈的，所以有一个天然回退的特性。那今天就分享到这啦，希望能帮助到大家。

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