一、算法思路
字符串哈希 (O(n)+O(m))
全称字符串前缀哈希法,把字符串变成一个(p)进制数字(哈希值),实现不同的字符串映射到不同的数字。并且,用(h[N])记录字符串前(N)个字符的(Hash)值,类似于前缀和。
作用就是把(O(N))的时间复杂度降为(O(1))。比如本题就是对比任意两段内字符串是不是相同,正常就是类似于一个循环长度次的(substr),其实用(hash)差就能一步搞定!
栗子:
str="ABCABCDEYXCACWING";
h[0]=0;
h[1]="A"的Hash值;
h[2]="AB"的Hash值;
h[3]="ABC"的Hash值;
h[4]="ABCA"的Hash值;
对形如(X_1X_2X_3...X_{n-1}X_n)的字符串,采用字符 (ASCII)码乘上(P)次方来计算哈希值。
映射公式:((X_1 imes P^{n-1} +X_2 imes P^{n-2}+...+X_{n-1} imes P^1 + X_n imes P^0) mod Q)
举个栗子:
字符串(ABCD),(P=131)
那么(h[4]=65*131^3+66*131^2+67*131^1+68*131^0)
而(AB),(P=131)
说是(h[2]=65*131^1+66*131^0)
我们想要求"(CD)"的(HASH)值,怎么求呢?
就是 (h[4]-h[2]*131^2)
注意点:
-
任意字符不可以映射成(0),否则会出现不同的字符串都映射成(0)的情况,比如(A),(AA),(AAA)皆为(0)
-
冲突问题:通过巧妙设置(P)((131)或(13331)) ,(Q)((2^{64}))的值,一般可以理解为不产生冲突(玄学)。
(Q=2^{64})这个取模动作在代码中没有出现过,这是因为采用了$unsinged long long $,它本身就是(2^{64}),如果超过了这个数字,就直接自动溢出,起到了取模的作用。
问题是比较不同区间的子串是否相同,就转化为对应的哈希值是否相同。
求一个字符串的哈希值就类似于构建一维前缀和,求一个字符串的子串哈希值就相当于一维前缀和应用:
构建: (h[i]=h[i-1] imes P+s[i-1] i∈[1,n]) (h)为前缀和数组,(s[i-1])为字符串数组此位置字符对应的(ASCII)码。
应用: 查询(l,r)之间部分字符串的(hash=h[r]−h[l−1]×P^{r−l+1})
二、实现代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef unsigned long long ULL;
const int N = 100010; //数组上限范围
const int P = 131; //经验,P进制
int n, m;
string str; //字符串
ULL h[N], p[N]; //h表示某一个前缀的HASH值,h[R]表示的是前R个字母的HASH值,p代表p进制,目前是131进制
//计算部分字符串的HASH值
ULL get(int l, int r) {
return h[r] - h[l - 1] * p[r - l + 1];
}
int main() {
//读入优化
ios::sync_with_stdio(false);
//计算字符串前缀的HASH值
cin >> n >> m >> str;
p[0] = 1; //初始化
for (int i = 1; i <= n; i++) {
//预处理乘方
p[i] = p[i - 1] * P;//131,131*131,131*131*131.....
//计算前i个字符的字符串前缀hash值
h[i] = h[i - 1] * P + str[i - 1];
}
//然后根据公式计算两个区间的字符串HASH值是不是相同
while (m--) {
int l1, r1, l2, r2;
cin >> l1 >> r1 >> l2 >> r2;
if (get(l1, r1) == get(l2, r2))puts("Yes");
else puts("No");
}
return 0;
}