失配樹

EricQian06發表於2021-10-29

名字看起來挺高階的,然而其實就是 \(\text{KMP}\) 上樹啦。

我們將每個點的 \(nex[i]\)\(i\) 連邊,那麼最終 \(border\) 關係會形成一棵樹,之後就可以在樹上搞事情啦!

P5829 【模板】失配樹

這題比較裸,直接根據定義建樹之後對於兩個字首求出在 \(fail\) 樹上的最近公共祖先即可。

$\texttt{code}$
// Author:A weak man named EricQian
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define infll 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
#define inf 0x3f3f3f3f
#define Maxn 1000005
#define Maxpown 22
typedef long long ll;
inline int rd()
{
	 int x=0;
	 char ch,t=0;
	 while(!isdigit(ch = getchar())) t|=ch=='-';
	 while(isdigit(ch)) x=x*10+(ch^48),ch=getchar();
	 return x=t?-x:x;
}
int n,q,tot;
int pre[Maxn],dep[Maxn];
int fa[Maxn][Maxpown];
char s[Maxn];
inline int query(int x,int y)
{
	 if(dep[x]>dep[y]) swap(x,y);
	 for(int i=20;i>=0;i--) if(dep[fa[y][i]]>=dep[x]) y=fa[y][i];
	 if(x==y) return fa[x][0];
	 for(int i=20;i>=0;i--) if(fa[x][i]!=fa[y][i]) x=fa[x][i],y=fa[y][i];
	 return fa[x][0];
}
int main()
{
	 //ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
	 //freopen(".in","r",stdin);
	 //freopen(".out","w",stdout);
	 scanf("%s",s+1),n=strlen(s+1);
	 for(int i=2,j=0;i<=n;i++)
	 {
	 	 while(j && s[i]!=s[j+1]) j=pre[j];
	 	 if(s[i]==s[j+1]) j++;
	 	 pre[i]=j,fa[i][0]=j,dep[i]=dep[j]+1;
	 }
	 for(int i=1;i<=20;i++)
	 	 for(int j=1;j<=n;j++)
	 	 	 fa[j][i]=fa[fa[j][i-1]][i-1];
	 q=rd();
	 for(int i=1,x,y;i<=q;i++) x=rd(),y=rd(),printf("%d\n",query(x,y));
	 //fclose(stdin);
	 //fclose(stdout);
	 return 0;
}

小插曲:(小聲)

ZCETHAN 告訴 EricQian 這一題用失配樹做,EricQian 立刻表示它不會失配樹。【過了 5 秒】EricQian 大聲喊道:我發明了失配樹!

CF432D Prefixes and Suffixes

題意:給你一個長度為 \(n\) 的長字串,“完美子串”既是它的字首也是它的字尾,求“完美子串”的個數且統計這些子串的在長字串中出現的次數。

我們發現對於一個字首的出現個數其實就是:(難以表述直接用虛擬碼列出了)

len=這個字首的長度 
for(int i=1;i<=n;i++)
	 for(int j=i;j;j=nex[j])
	 	 ans+=(j==len)?1:0;

之後我們發現對於同一個字首它可能被訪問多次,這個可以直接倒換迴圈順序實現 \(O(n)\) 解決。(於是你就發明的失配樹)

$\texttt{code}$
// Author:A weak man named EricQian
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define infll 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
#define inf 0x3f3f3f3f
#define Maxn 100005
typedef long long ll;
inline int rd()
{
	 int x=0;
	 char ch,t=0;
	 while(!isdigit(ch = getchar())) t|=ch=='-';
	 while(isdigit(ch)) x=x*10+(ch^48),ch=getchar();
	 return x=t?-x:x;
}
inline ll maxll(ll x,ll y){ return x>y?x:y; }
inline ll minll(ll x,ll y){ return x<y?x:y; }
inline ll absll(ll x){ return x>0ll?x:-x; }
inline ll gcd(ll x,ll y){ return (y==0)?x:gcd(y,x%y); }
int n,tot;
int nex[Maxn],cnt[Maxn];
int ans[Maxn][2];
char s[Maxn];
int main()
{
	 //ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
	 //freopen(".in","r",stdin);
	 //freopen(".out","w",stdout);
	 scanf("%s",s+1),n=strlen(s+1);
	 for(int i=2,j=0;i<=n;i++)
	 {
	 	 while(j && s[i]!=s[j+1]) j=nex[j];
	 	 if(s[i]==s[j+1]) j++;
	 	 nex[i]=j;
	 }
	 for(int i=n;i>=1;i--) cnt[i]++,cnt[nex[i]]+=cnt[i];
//	 for(int i=1;i<=n;i++)
//	 	 for(int j=i;j;j=nex[j]) cnt[j]++;
	 ans[++tot][0]=n,ans[tot][1]=1;
	 for(int i=nex[n];i;i=nex[i])
	 	 ans[++tot][0]=i,ans[tot][1]=cnt[i];
	 printf("%d\n",tot);
	 for(int i=tot;i>=1;i--) printf("%d %d\n",ans[i][0],ans[i][1]);
	 //fclose(stdin);
	 //fclose(stdout);
	 return 0;
}

P2375 [NOI2014] 動物園

這道題可以根本不用往失配樹去理解,我們發現每一次最長合法 \(\text{border}\) 的長度最多隻會增加 \(1\),那麼直接暴力跑 \(\text{KMP}\) 並及時處理 \(\text{border}\) 長度大於一半的情況即可。

一些正確性證明:如果這個位置的 \(\text{border}\) 長度大於了 \(\frac{i}{2}\),這個 \(\text{border}\) 的字尾起始點將永遠不再會成為答案,因此跳出這個 \(\text{border}\) 一定是對的。

$\texttt{code}$
// Author:A weak man named EricQian
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define infll 0x7f7f7f7f7f7f7f7f
#define inf 0x3f3f3f3f
#define Maxn 1000005
#define mod 1000000007
typedef long long ll;
inline int rd()
{
	 int x=0;
	 char ch,t=0;
	 while(!isdigit(ch = getchar())) t|=ch=='-';
	 while(isdigit(ch)) x=x*10+(ch^48),ch=getchar();
	 return x=t?-x:x;
}
inline ll maxll(ll x,ll y){ return x>y?x:y; }
inline ll minll(ll x,ll y){ return x<y?x:y; }
inline ll absll(ll x){ return x>0ll?x:-x; }
inline ll gcd(ll x,ll y){ return (y==0)?x:gcd(y,x%y); }
int n,ans;
char s[Maxn];
int nex[Maxn],dep[Maxn];
int main()
{
	 //ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);
	 //freopen(".in","r",stdin);
	 //freopen(".out","w",stdout);
	 int T=rd();
	 while(T--)
	 {
	 	 scanf("%s",s+1),n=strlen(s+1),ans=1;
	 	 dep[1]=1;
	 	 for(int i=2,j=0;i<=n;i++)
	 	 {
	 	 	 while(j && s[i]!=s[j+1]) j=nex[j];
	 	 	 if(s[i]==s[j+1]) j++;
	 	 	 nex[i]=j,dep[i]=dep[j]+1;
		 }
		 for(int i=2,j=0;i<=n;i++)
		 {
		 	 while(j && s[i]!=s[j+1]) j=nex[j];
		 	 if(s[i]==s[j+1]) j++;
		 	 while(j*2>i) j=nex[j];
		 	 ans=1ll*ans*(1ll*dep[j]+1ll)%mod;
		 }
		 printf("%d\n",ans);
	 }
	 //fclose(stdin);
	 //fclose(stdout);
	 return 0;
}

P3426 [POI2005]SZA-Template

咕咕

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