字节跳动面试题详解：解析数字字符串与电话号码的字母组合

字节跳动面试题详解：解析数字字符串与电话号码的字母组合

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CSDN

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来源

1.

https://blog.csdn.net/2401_84103616/article/details/137985976

2.

https://blog.csdn.net/m0_73065928/article/details/137126244

3.

https://blog.csdn.net/2401_84297193/article/details/138588168

4.

https://blog.csdn.net/qq_43552690/article/details/139016924

5.

https://leetcode.cn/problemset/

6.

https://www.cnblogs.com/-citywall123/p/18600303

字节跳动最近的一道面试题引起了广泛关注。这道题目要求通过编程解析数字字符串与电话号码的关系，具体来说是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。这一问题不仅考验了候选人的编程能力，还考察了他们对回溯算法的理解和应用。如果你也想挑战一下自己的编程技能，不妨试试看如何解决这个问题吧！

题目要求：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。

示例：

• 输入：digits = "23"

• 输出：["ad", "ae", "af", "bd", "be", "bf", "cd", "ce", "cf"]

• 输入：digits = ""

• 输出：[]

• 输入：digits = "2"

• 输出：["a", "b", "c"]

这是一个典型的回溯算法问题。回溯算法是一种通过尝试解决子问题并撤销选择来寻找所有可能解的算法。它通常用于解决组合问题、排列问题等。

为什么选择回溯算法？

1. 问题要求找出所有可能的组合，而不是最优解。
2. 每个数字对应的字母是独立的，可以看作是多阶段决策问题。
3. 通过递归可以很容易地实现对所有可能性的遍历。

1. 构建数字到字母的映射表：首先需要建立数字与字母的映射关系，即2对应abc，3对应def，以此类推。

private static final String[] LETTERS = {"", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};

2. 初始化结果列表：创建一个空的列表combinations，用于存储最终的字母组合结果。

private List<String> combinations = new ArrayList<>();

3. 回溯搜索：定义一个回溯函数backtrack，其参数包括当前数字字符串digits、当前处理的索引index、当前的字母组合路径path。

private void backtrack(String digits, int index, StringBuilder path) {
    // 如果路径长度等于数字字符串的长度，将路径加入结果列表
    if (index == digits.length()) {
        combinations.add(path.toString());
        return;
    }
    // 获取当前数字对应的字母集合
    String letters = LETTERS[digits.charAt(index) - '0'];
    // 遍历当前数字对应的字母集合
    for (char letter : letters.toCharArray()) {
        // 做出选择
        path.append(letter);
        // 递归进入下一层决策树
        backtrack(digits, index + 1, path);
        // 撤销选择
        path.deleteCharAt(path.length() - 1);
    }
}

4. 主函数：在主函数中调用回溯函数，返回结果列表。

public List<String> letterCombinations(String digits) {
    if (digits.length() == 0) {
        return combinations;
    }
    backtrack(digits, 0, new StringBuilder());
    return combinations;
}

以输入"23"为例，分析算法执行过程：

1. 初始化：digits = "23"，index = 0，path = ""
2. 第一轮递归：
   • 当前数字是2，对应的字母是"abc"
   • 选择'a'，path变为"a"，进入下一层递归
   • 当前数字是3，对应的字母是"def"
   • 选择'd'，path变为"ad"，满足结束条件，将"ad"加入结果列表
   • 撤销选择'd'，path变回"a"
   • 选择'e'，path变为"ae"，满足结束条件，将"ae"加入结果列表
   • 撤销选择'e'，path变回"a"
   • 选择'f'，path变为"af"，满足结束条件，将"af"加入结果列表
   • 撤销选择'f'，path变回"a"
   • 撤销选择'a'，path变回""
3. 重复上述过程，选择'b'和'c'，最终得到所有组合

这道题目通过回溯算法很好地解决了数字到字母的组合问题。回溯算法的关键在于：

1. 明确选择列表和路径
2. 确定结束条件
3. 正确处理选择和撤销选择

这个问题的变种可能包括：

1. 考虑数字1的情况（虽然题目说明只包含2-9）
2. 考虑数字0的情况（通常对应空格）
3. 考虑连续按同一个数字的情况（如"22"可能对应"aa", "ab", "ba", "b", "c"）

通过这道题目，我们可以看到回溯算法在解决组合问题中的强大能力。它不仅适用于电话号码的字母组合，还可以应用于许多其他场景，如全排列、子集问题等。