[LeetCode] Restore IP Address

Given a string containing only digits, restore it by returning all possible valid IP address combinations.

For example:
Given "25525511135",

return ["255.255.11.135", "255.255.111.35"]. (Order does not matter)

问题描述：给定一个只函数数字的字符串，得到它的所有可能的有效IP地址的组合，如上例所示。

IP地址最小为0.0.0.0，最大为255.255.255.255。因此，它的位数限制在[4, 12]内。

这里采用的方法有点麻烦，将[1, 1, 1, 1]到[3, 3, 3, 3]的所有组合进行测试，当然除掉0的情况，为了得到这个组合，使用了一个tri_counter类，它可以实现该功能。

struct tri_counter{
    int val[4];
    tri_counter()
    {
        val[0] = 1;
        val[1] = 1;
        val[2] = 1;
        val[3] = 1;
    }

    tri_counter& operator++()
    {
        int cnt = 3;

        for(cnt = 3; cnt >= 0; --cnt) {
            if(val[cnt] < 3) {
                ++val[cnt];
                return *this;
            }
            else {
                val[cnt] = 1;
            }
        }
        return *this;
    }

    bool finish()
    {
        if(val[0] != 3 || val[1] != 3 || val[2] != 3 || val[3] != 3)
            return false;
        return true;
    }
};

tri_counter如上所示，在构造函数中将四个整数都置1，定义前置operator++，从后面往前面遍历，当某位小于3，则加1返回，当某位等于3，则置1，继续往前遍历。定义一个finish()函数，当四个都是3时，返回真，否则返回假。它可以实现从[1, 1, 1, 1]到[3, 3, 3, 3]，中间除去含0的情况。

利用这个类得到，一个位数的组合，之后，在遍历给定的整数字符串时，可以取相应个数的字符，然后组成整数，当4个整数都在合理范围内，则得到一个有效的IP地址。

class Solution {
public:
    int getValue(string::iterator beg, int cnt)
    {
        int val = 0;
        int i = 0;
        while(i < cnt) {
            val = val * 10 + *beg - '0';
            ++beg;
            ++i;
        }

        if(val >= 0 && val <= 255) {
            if(val >= 0 && val <= 9 && cnt != 1) {
                return -1;
            }
            if(val >= 10 && val <= 99 && cnt != 2) {
                return -1;
            }
            if(val >= 100 && val <= 255 && cnt != 3) {
                return -1;
            }
            return val;
        }
        else {
            return -1;
        }
    }

    vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
        if(s.size() < 4 || s.size() > 12) {
            return vector<string>();
        }

        tri_counter tc;
        int ip_val = 0;
        bool flag = true;
        string str;
        ostringstream os(str);
        vector<string> svec;
        string::iterator iter = s.begin();
        while(!tc.finish()) {
            if(tc.val[0] + tc.val[1] + tc.val[2] + tc.val[3] != s.size()) {
                ++tc;
                continue;
            }
            iter = s.begin();
            flag = true;
            os.str("");
            for(int i = 0; i < 4; ++i) {
                if((ip_val = getValue(iter, tc.val[i])) == -1) {
                    flag = false;
                    break;
                }
                iter += tc.val[i];
                os << ip_val;
                if(i != 3) {
                    os << '.';
                }
            }
            if(flag && iter == s.end()) {
                svec.push_back(os.str());
            }
            ++tc;
        }
        
        if(tc.val[0] + tc.val[1] + tc.val[2] + tc.val[3] == s.size()) {
            iter = s.begin();
            flag = true;
            os.str("");
            for(int i = 0; i < 4; ++i) {
                if((ip_val = getValue(iter, tc.val[i])) == -1) {
                    flag = false;
                    break;
                }
                iter += tc.val[i];
                os << ip_val;
                if(i != 3) {
                    os << '.';
                }
            }
            if(flag && iter == s.end()) {
                svec.push_back(os.str());
            }
        }

        return svec;
    }
};

getValue从beg开始，将cnt个字符组成整数，如果整数是有效的，则返回整数，否则返回-1。这里要注意的是，整数的范围不仅要在[0, 255]内，最后组合成的整数的位数还要与cnt相等，比如从beg开始，获得3个字符，分别是010，但是组成的整数是10，只有两位，不满足条件。

在restoreIpAddress中，主要是利用tri_counter中的四个整数将整数字符串进行分割，如果它是一个有效的IP地址，则加到vector中。