No.017：Letter Combinations of a Phone Number

问题：

Given a digit string, return all possible letter combinations that the number could represent.
A mapping of digit to letters (just like on the telephone buttons) is given below.
Example:
Input:Digit string "23"
Output: ["ad", "ae", "af", "bd", "be", "bf", "cd", "ce", "cf"].
Note:
Although the above answer is in lexicographical order, your answer could be in any order you want.

官方难度：

Medium

翻译：

给定一个数字组成的字符串，返回所有可能的字母集合。数字和字母的映射关系就像电话上显示的一样。

例子：

输入字符串："23"

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

集合内的元素顺序没有规定。

方法一：

首先需要定义一个数值-字符的字典转译方法，使用长度为8的字符串数组，存放a-z的字母，然后根据输入的int值，返回一个char[]类型数组。
输入数字字符长度为0时，返回的是一个空的集合，而不是长度为1，包含一个空字符串的集合，需要特殊处理。
先将空字符串放入集合，然后开启递归。
递归终点是数字字符串长度为0，返回集合。
每次遍历集合的所有元素，根据数字字符串的第一个数字，排除所有可能性，将结果放回入参的集合，作为下一次递归的入参。
截取数字字符串的第一个数字的方法是：targetDigit.charAt(0)-‘a’。
注意入参检查

方法一的解题代码：

 1 public static List<String> letterCombinations(String digits) {
 2         if (digits == null) {
 3             throw new IllegalArgumentException("Input error");
 4         }
 5         String copyDigits = digits;
 6         while (copyDigits.length() > 0) {
 7             int i = copyDigits.charAt(0) - '0';
 8             if (i < 2 || i > 9) {
 9                 throw new IllegalArgumentException("Input error");
10             }
11             copyDigits = copyDigits.substring(1);
12         }
13         // 只接受2-9的数值字符串
14         List<String> source = new LinkedList<>();
15         if (digits.equals("")) {
16             return source;
17         }
18         // 初始size需要等于1，不然之后不能循环
19         source.add("");
20         return format(source, digits);
21     }
22 
23     // 递归方法
24     private static List<String> format(List<String> source, String targetDigit) {
25         if (targetDigit.length() == 0) {
26             return source;
27         }
28         List<String> result = new LinkedList<>();
29         // 第一个数
30         int first = targetDigit.charAt(0) - '0';
31         char[] cArray = dict(first);
32         // source集合和targetDigit第一个数字对应字典的全排列
33         for (String str : source) {
34             for (char c : cArray) {
35                 result.add(str + c);
36             }
37         }
38         // 将target转成source，继续递归
39         return format(result, targetDigit.substring(1));
40     }
41 
42     private static char[] dict(int num) {
43         String[] mappping = new String[] { "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz" };
44         return mappping[num - 2].toCharArray();
45     }

letterCombinations

方法二：

1. 转译字典还能使用其他方法实现，不使用字符串数组，获得返回的char型数组的第一个值，然后依次添加。

2. 有一个隐藏的性质，得到的每一个字母字符串长度，与最初的数字字符串长度是一样的。然后指定声明集合为LinkedList，利用LinkedList.remove()方法删除并返回第一个元素，以及LinkedList.peek()方法得到集合的第一个元素。

3. 利用三次循环，外循环获取对应数字，除了方法一中的办法，还可以使用Character包装类自带的方法：Character.getNumbericValue()。

4. 中循环，使用while()循环判断集合的第一个元素的长度是否等于i，然后删除第一个元素，再用内循环转译数字凭借字符串，放入集合的尾部，这样可以保证遍历上一次集合的值。

方法二的解题代码：

 1     public static List<String> letterCombinations2(String digits) {
 2         LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
 3         if (digits.length() == 0) {
 4             return list;
 5         }
 6         list.add("");
 7         for (int i = 0; i < digits.length(); i++) {
 8             int x = Character.getNumericValue(digits.charAt(i));
 9             while (list.peek().length() == i) {
10                 // 删除集合第一个元素并返回
11                 String s = list.remove();
12                 for (char c : dict2(x)) {
13                     list.add(s + c);
14                 }
15             }
16         }
17         return list;
18     }
19 
20     // 数字-字母转译字典
21     private static char[] dict2(int num) {
22         char[] result;
23         if (num == 9 || num == 7) {
24             result = new char[4];
25         } else {
26             result = new char[3];
27         }
28         // 注意7和9代表4个字母
29         char start;
30         if (num < 8) {
31             start = (char) ('a' + (num - 2) * 3);
32         } else {
33             start = (char) ('a' + (num - 2) * 3 + 1);
34         }
35         result[0] = start;
36         result[1] = (char) (start + 1);
37         result[2] = (char) (start + 2);
38         if (num == 9 || num == 7) {
39             result[3] = (char) (start + 3);
40         }
41         return result;
42     }

letterCombinations2

备注

就效率而言，两个方法是相同的，并没有高下之分。方法一的用法更加便于理解，但是其中使用了递归，所以在空间利用上要明显劣于方法二。推荐使用方法二。