广义后缀自动机(广义SAM)

参考博客:【学习笔记】字符串—广义后缀自动机

基础部分:后缀自动机(SAM)

广义后缀自动机适用于多串的子串问题。它的DFA可以识别多串中的任意一个子串。同时也有类似 SAM 的一些性质。

知识精要

广义SAM 的建立

模板提交处

根据参考博客所说,有好几种 写法。比如:每一个串的开头设置 (lst)(1);多串拼成一个大串,中间用'#'连接 等等;

正规写法:

离线做法

例题:P3346 [ZJOI2015]诸神眷顾的幻想乡

建出所有串的 (Trie) 树。然后在 (Trie)(bfs) ,每次将一个字符加到其 (Trie)(fa) 上。其余与 SAM 同。

(t_c[cur]:Trie) 上的 (cur) 节点的父亲节点

(pos[cur]:Trie) 上的 (cur) 节点(所代表子串)在 SAM 上的位置

(int ins(int c, int lst):) 几与普通SAM同。传入 (lst),传出 (np)

(Code:)

inline void work() {
	for (register int c = 0; c < 26; ++c)
		if (trie[1][c])	que[++rear] = trie[1][c];
	pos[1] = 1;
	while (front < rear) {
		int cur = que[++front];
		pos[cur] = ins(t_c[cur], pos[t_fa[cur]]);
		for (register int c = 0; c < 26; ++c)
			if (trie[cur][c])	que[++rear] = trie[cur][c];
	}
}

在线做法

每一个串的开头设置 (lst)(1)。但是由于一开始可能就存在 (son[lst][c]),那就不太妙。因此需要加两个特判:

特判一

if (son[lst][c] && len[son[lst][c]] == len[lst] + 1)	return son[lst][c];

如果有一个完美的节点 (q),那么我们直接将 (lst) 设置为这个点返回即可。

特判二

//...
//if (len[q] == len[p] + 1)	return ...
if (p == lst)	flag = true;
//int nq = ++tot; len[nq]...

如果存在一个不那么完美的节点 (q),那么我们可以新建一个节点 (nq),然后...(同SAM)。这样我们就和普通 SAM 合并一下,在最后判断一下,如果是这种情况,就直接返回 (nq) 即可。可以证明的是,此时建立的 (p) 节点是一个“空点”,因为 (len[p] = len[lst] + 1, minlen[p] = len[nq] + 1 = len[lst] + 2)

代码

inline int ins(int c, int lst) {
	if (son[lst][c] && len[son[lst][c]] == len[lst] + 1)	return son[lst][c];
	int np = ++tot, p = lst;
	len[np] = len[p] + 1;
	while (p && !son[p][c])	son[p][c] = np, p = fa[p];
	if (!p)	return fa[np] = 1, np;
	int q = son[p][c];
	if (len[q] == len[p] + 1)	return fa[np] = q, np;
	bool flag = false;
	if (p == lst)	flag = true;
	int nq = ++tot; len[nq] = len[p] + 1;
	fa[nq] = fa[q], fa[q] = fa[np] = nq;
	memcpy(son[nq], son[q], sizeof(son[q]));
	while (p && son[p][c] == q)	son[p][c] = nq, p = fa[p];	
	return flag ? nq : np;
}

在线做法由于空间开得小,码量也小,一般使用在线做法,但是离线做法的思想也要知道。

在建立广义SAM的同时,还可以维护每个串的 (endpos) 集合,应用 (len) 的性质等等。具体见下方。

技能展示

识别某串是否是多串中某串的子串

直接建广义SAM,在DFA上跑即可。

多串中本质不同子串个数

建广义SAM,(ans = sum{len[i] - len[fa[i]]})

维护每个串的 (endpos) 集合

在加入((ins))时,对于表示当前串的节点(siz) 赋值为 1。(注意特判的地方,如果找到了个“完美的替身”,那么让替身的 (siz) 为1;如果确实要让nq代替np,那么将np的siz的那个1转移给nq)然后再按照类似普通SAM的做法搞出 (endpos) 集合。(搞(firstpos)后线段树合并)

求多串最长公共子串

SP1812 LCS2 - Longest Common Substring II

建立多串的广义SAM,同时维护每个串的 (endpos) 集合(大小)。最后检查每个节点是否“被所有节点共同拥有”。如果有这样的节点,那么可以用这个节点的 (len) 更新答案。

例题

#3473. 字符串

调到心态爆炸,暂时放弃。

记录在这里:my record

模板(调试用)

inline int ins(int c, int lst) {
	if (son[lst][c] && len[son[lst][c]] == len[lst] + 1)	return son[lst][c];
	int np = ++tot, p = lst;
	len[np] = len[p] + 1;
	while (p && !son[p][c])	son[p][c] = np, p = fa[p];
	if (!p)	return fa[np] = 1, np;
	int q = son[p][c];
	if (len[q] == len[p] + 1)	return fa[np] = q, np;
	bool flag = false;
	if (p == lst)	flag = true;
	int nq = ++tot; len[nq] = len[p] + 1;
	fa[nq] = fa[q], fa[q] = fa[np] = nq;
	memcpy(son[nq], son[q], sizeof(son[q]));
	while (p && son[p][c] == q)	son[p][c] = nq, p = fa[p];	
	return flag ? nq : np;
}

Continued...

原文地址:https://www.cnblogs.com/JiaZP/p/13512587.html