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BZOJ2434[Noi2011]阿貍的打字機——AC自動機+dfs序+樹狀數組

IE memset 換行 收藏 就是 namespace fail樹 src 輸入

題目描述

阿貍喜歡收藏各種稀奇古怪的東西,最近他淘到一臺老式的打字機。打字機上只有28個按鍵,分別印有26個小寫英文字母和‘B‘、‘P‘兩個字母。

經阿貍研究發現,這個打字機是這樣工作的:

l 輸入小寫字母,打字機的一個凹槽中會加入這個字母(這個字母加在凹槽的最後)。

l 按一下印有‘B‘的按鍵,打字機凹槽中最後一個字母會消失。

l 按一下印有‘P‘的按鍵,打字機會在紙上打印出凹槽中現有的所有字母並換行,但凹槽中的字母不會消失。

例如,阿貍輸入aPaPBbP,紙上被打印的字符如下:

a
aa
ab

我們把紙上打印出來的字符串從1開始順序編號,一直到n。打字機有一個非常有趣的功能,在打字機中暗藏一個帶數字的小鍵盤,在小鍵盤上輸入兩個數(x,y)(其中1≤x,y≤n),打字機會顯示第x個打印的字符串在第y個打印的字符串中出現了多少次。


阿貍發現了這個功能以後很興奮,他想寫個程序完成同樣的功能,你能幫助他麽?

輸入

輸入的第一行包含一個字符串,按阿貍的輸入順序給出所有阿貍輸入的字符。

第二行包含一個整數m,表示詢問個數。

接下來m行描述所有由小鍵盤輸入的詢問。其中第i行包含兩個整數x, y,表示第i個詢問為(x, y)。

輸出

輸出m行,其中第i行包含一個整數,表示第i個詢問的答案。

樣例輸入

aPaPBbP
3
1 2
1 3
2 3

樣例輸出

2
1
0

提示

1<=N<=10^5

1<=M<=10^5 輸入總長<=10^5 這是一道非常好的AC自動機的題(蒟蒻的我調了一下午QAQ),做完這道題相信你能對AC自動機有更深入的理解。
首先講解幾個前置知識點: 1、fail樹;trie樹上每個節點都有且只有一個失配標記,因此把每個節點和它的失配標記連上就形成了一棵樹(這個不用解釋了吧,只有一個失配標記相當於只有一個父親qwq),我們一般稱這棵樹為fail樹。 2、dfs序;這個大家應該都知道,但為了防止有人不知道還是說一下。dfs序就是dfs搜索到的點的順序,在dfs序上一個點的子樹上的所有點都是連著的且都在這個點的後面,也就是每個點的子樹在dfs序上都是一段區間。 每次操作是詢問X串在Y串中出現幾次,也就是詢問Y串上有幾個節點的失配標記直接或間接指向X串的終止節點。有了fail樹也就把問題轉化成了Y串上有多少個節點在以X串終止節點為根的子樹上。
這道題做法比較麻煩,因此分步來講解。 1、首先是讀入的一個字符串,起初我打算模擬棧操作在每次P(打印)時把當前的棧所對應的串插入trie樹,但這樣每次在trie樹上插入字符串都要從根節點重新走,顯然時間復雜度是不行的。所以要直接把讀入字符串插入到trie樹上,當遇到B就回退一個節點,遇到P就給當前節點打一個終止標記,這樣O(串長)就能建出trie樹。 2、找每個節點失配標記並建立fail樹。 3、做fail樹的dfs序並維護每個節點子樹區間的左右端點。 4、讀入每個查詢並掛鏈(查詢比較多)。 5、對trie樹dfs,每到一個節點把這個節點的權值+1,回溯到這個節點把這個點權值-1,(這樣就保證只有當前dfs到的鏈上的點是有值的),當搜索到一個終止節點時,對它所有掛鏈進行進行查詢,對於它的一個查詢的X串,只要在dfs序上把這個X串終止節點的子樹區間用樹狀數組(線段樹也行)求和就行了。但要註意的是,不能真的做回溯dfs,因為這樣會死循環,所以直接按節點編號用循環即可。 最後附上代碼(數組含義在代碼裏寫明)。 技術分享圖片
  1 #include<cmath>
  2 #include<queue>
  3 #include<vector>
  4 #include<cstdio>
  5 #include<cstring>
  6 #include<cstdlib>
  7 #include<iostream>
  8 #include<algorithm>
  9 using namespace std;
 10 queue<int>q;
 11 int m;
 12 int x,y;
 13 int cnt;
 14 int tot;
 15 int num;
 16 int len;
 17 int cont;
 18 int l[100010];//dfs序上每個數的子樹對應區間的左端點
 19 int r[100010];//dfs序上每個數的子樹對應區間的右端點
 20 int t[100010];//樹狀數組
 21 int f[100010];//每個串的終止節點
 22 char s[100010];//讀入字符串
 23 int to[100010];
 24 int fa[100010];//trie樹上每個點的父親
 25 int ans[100010];//答案
 26 int val[100010];
 27 int fail[100010];//失配指針
 28 int next[100010];
 29 int head[100010];
 30 int a[100010][26];
 31 void add(int x,int y,int v)
 32 {
 33     tot++;
 34     next[tot]=head[x];
 35     head[x]=tot;
 36     to[tot]=y;
 37     val[tot]=v;
 38 }
 39 int ask(int x)
 40 {
 41     int res=0;
 42     for(int i=x;i;i-=i&-i)
 43     {
 44         res+=t[i];
 45     }
 46     return res;
 47 }
 48 void change(int x,int v)
 49 {
 50     for(int i=x;i<=num;i+=i&-i)
 51     {
 52         t[i]+=v;
 53     }
 54 }
 55 void build(char *s)//建立trie樹
 56 {
 57     int now=0;
 58     for(int i=0;i<len;i++)
 59     {
 60         if(s[i]==B)
 61         {
 62             now=fa[now];
 63         }
 64         else if(s[i]==P)
 65         {
 66             f[++cont]=now;
 67         }
 68         else
 69         {
 70             a[now][s[i]-a]=++cnt;
 71             fa[cnt]=now;
 72             now=a[now][s[i]-a];
 73         }
 74     }
 75 }
 76 void getfail()//找每個點失配標記
 77 {
 78     q.push(0);
 79     while(!q.empty())
 80     {
 81         int now=q.front();
 82         q.pop();
 83         if(now!=0)
 84         {
 85             add(fail[now],now,0);
 86         }
 87         for(int i=0;i<26;i++)
 88         {
 89             if(a[now][i]!=0)
 90             {
 91                 q.push(a[now][i]);
 92                 if(now!=0)
 93                 {
 94                     fail[a[now][i]]=a[fail[now]][i];
 95                 }
 96                 else
 97                 {
 98                     fail[a[now][i]]=0;
 99                 }
100             }
101             else
102             {
103                 a[now][i]=a[fail[now]][i];
104             }
105         }
106     }
107 }
108 void dfs(int x)//找fail樹的dfs序
109 {
110     l[x]=++num;
111     for(int i=head[x];i;i=next[i])
112     {
113         dfs(to[i]);
114     }
115     r[x]=num;
116 }
117 int main()
118 {
119     scanf("%s",&s);
120     len=strlen(s);
121     build(s);
122     getfail();
123     dfs(0);
124     scanf("%d",&m);
125     tot=0;
126     memset(head,0,sizeof(head));
127     for(int i=1;i<=m;i++)
128     {
129         scanf("%d%d",&x,&y);
130         add(y,x,i);
131     }
132     int now=0;
133     cont=0;
134     for(int i=0;i<len;i++)
135     {
136         if(s[i]-a==-31)
137         {
138             change(l[now],-1);
139             now=fa[now];
140         }
141         else if(s[i]-a==-17)
142         {
143             for(int j=head[++cont];j;j=next[j])
144             {
145                 ans[val[j]]=ask(r[f[to[j]]])-ask(l[f[to[j]]]-1);
146             }
147         }
148         else
149         {
150             now=a[now][s[i]-a];
151             change(l[now],1);
152         }
153     }
154     for(int i=1;i<=m;i++)
155     {
156         printf("%d\n",ans[i]);
157     }
158 }
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