POJ 3415 Common Substrings 后缀数组 + 单调栈维护

题目大意:

用A[i, k]表示以字符串第i位开始长度为k的字符串, B[j, k]同理

对于给定的字符串A,B和整数K, 求使得A[i, k] == B[j, k]的三元组(i, j, k)的数量, 其中要求k >= K


大致思路:

很容易想到先将两个字符串连接起来中间用一个没有出现的值隔开, 求后缀数组

首先如果我们只考虑对于给定的k == K的三元组数量, 是可以直接根据后缀数组中height数组进行分组统计的, 但是由于要求k >= K如果枚举k的取值的话时间复杂度高达O(n^2)显然会超时, 而统计这个数字也是这题的难点所在

那么我们考虑维护一个height的单调栈, 先考虑对于每一个B[j], 求出在B[j]之前出现的(后缀数组顺序, 即rank[B[j]] > rank[A[i]]) A[i]组成的(i, j, ?)的贡献, 然后考虑对于每一个A[i], 和在A[i]出现之前的B[j]们做出的贡献(i, j, ?)

也就是将原本要统计的问题分为两个部分, 且两个部分有相似性, 解决其中之一即可解决另外一个

现在解决对于每一个B[j], 求出在B[j]之前出现的A[i]们和B[j]的三元组贡献(i, j, ?)

现在维护一个单调栈,保存height数组的值, 且先进栈的元素一定比之后的小, 对于进入栈的每一个h保存一个关联的值cnt代表已经出现的数值范围在[K, h]的A[i]的数量, 那么当一个h1需要被抛出栈时, 对应的新加入的h2 <= h1, 对应的cnt2就要加上cnt1..(覆盖)重复抛出叠加h2直到栈顶元素小于要加入的元素或者栈为空, 对于每一个出现的来自B串的字符, 就会导致总贡献, 用tot表示当前在有效的A[i]们总的贡献值即可....感觉说的比较乱,详情看代码吧...比较容易看懂单调栈的意义

由于每个height元素至多被抛出一次, 统计数量时时间复杂度为O(|A| + |B|) 后缀数组时间复杂度O(nlogn) n = |A| + |B| + 1


话说同样的代码交G++ 719 ms C++4699 ms什么情况...

代码如下:

Result  :  Accepted     Memory  :  9504 KB     Time  :  715 ms

/*
 * Author: Gatevin
 * Created Time:  2015/2/3 15:31:36
 * File Name: Iris_Freyja.cpp
 */
#include<iostream>
#include<sstream>
#include<fstream>
#include<vector>
#include<list>
#include<deque>
#include<queue>
#include<stack>
#include<map>
#include<set>
#include<bitset>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cctype>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<iomanip>
using namespace std;
const double eps(1e-8);
typedef long long lint;

#define maxn 233333

int wa[maxn], wb[maxn], wv[maxn], Ws[maxn];

int cmp(int *r, int a, int b, int l)
{
    return r[a] == r[b] && r[a + l] == r[b + l];
}

void da(int *r, int *sa, int n, int m)
{
    int *x = wa, *y = wb, *t, i, j, p;
    for(i = 0; i < m; i++) Ws[i] = 0;
    for(i = 0; i < n; i++) Ws[x[i] = r[i]]++;
    for(i = 1; i < m; i++) Ws[i] += Ws[i - 1];
    for(i = n - 1; i >= 0; i--) sa[--Ws[x[i]]] = i;
    for(j = 1, p = 1; p < n; j *= 2, m = p)
    {
        for(p = 0, i = n - j; i < n; i++) y[p++] = i;
        for(i = 0; i < n; i++) if(sa[i] >= j) y[p++] = sa[i] - j;
        for(i = 0; i < n; i++) wv[i] = x[y[i]];
        for(i = 0; i < m; i++) Ws[i] = 0;
        for(i = 0; i < n; i++) Ws[wv[i]]++;
        for(i = 1; i < m; i++) Ws[i] += Ws[i - 1];
        for(i = n - 1; i >= 0; i--) sa[--Ws[wv[i]]] = y[i];
        for(t = x, x = y , y = t, p = 1, x[sa[0]] = 0, i = 1; i < n; i++)
            x[sa[i]] = cmp(y, sa[i - 1], sa[i], j) ? p - 1 : p++;
    }
    return;
}

int rank[maxn], height[maxn];
void calheight(int *r, int *sa, int n)
{
    int i, j, k = 0;
    for(i = 1; i <= n; i++) rank[sa[i]] = i;
    for(i = 0; i < n; height[rank[i++]] = k)
        for(k ? k-- : 0, j = sa[rank[i] - 1]; r[i + k] == r[j + k]; k++);
    return;
}

char AB[maxn >> 1];
int s[maxn];//合并后的串
int sa[maxn];
int belong[maxn];//记录各个字符的来源

void solve(int K, int N)
{
    lint ans = 0;
    lint cnt1, ctb1, cnt2, ctb2;
    //ctb为contribution贡献值
    stack<pair<int, int> > S1, S2;
    for(int i = 1; i <= N; i++)
        if(height[i] < K)
        {
            ctb1 = 0, ctb2 = 0; 
            while(!S1.empty()) S1.pop();
            while(!S2.empty()) S2.pop();
        }
        else
        {
            cnt1 = cnt2 = 0;
            if(belong[sa[i - 1]] == 1) cnt1++, ctb1 += (lint)height[i] - K + 1;
            if(belong[sa[i - 1]] == 2) cnt2++, ctb2 += (lint)height[i] - K + 1;
            while(!S1.empty() && height[i] <= S1.top().first)
            {
                cnt1 += S1.top().second;
                ctb1 -= (lint)S1.top().second*(S1.top().first - height[i]);
                S1.pop();
            }
            while(!S2.empty() && height[i] <= S2.top().first)
            {
                cnt2 += S2.top().second;
                ctb2 -= (lint)S2.top().second*(S2.top().first - height[i]);
                S2.pop();
            }
            S1.push(make_pair(height[i], cnt1));
            S2.push(make_pair(height[i], cnt2));
            if(belong[sa[i]] == 2) ans += ctb1;
            if(belong[sa[i]] == 1) ans += ctb2;
        }
    printf("%I64d\n", ans);
    return;
}

int main()
{
    int K;
    while(scanf("%d", &K), K)
    {
        scanf("%s", AB);
        int n1 = strlen(AB);
        int N = 0;
        memset(belong, 0, sizeof(belong));
        for(int i = 0; i < n1; i++)
        {
            belong[N] = 1;
            if(AB[i] >= 'a' && AB[i] <= 'z')
                s[N++] = AB[i] - 'a' + 1;
            else
                s[N++] = AB[i] - 'A' + 27;
        }
        s[N++] = 54;
        scanf("%s", AB);
        int n2 = strlen(AB);
        for(int i = 0; i < n2; i++)
        {
            belong[N] = 2;
            if(AB[i] >= 'a' && AB[i] <= 'z')
                s[N++] = AB[i] - 'a' + 1;
            else
                s[N++] = AB[i] - 'A' + 27;
        }
        s[N] = 0;
        da(s, sa, N + 1, 55);
        calheight(s, sa, N);
        solve(K, N);
    }
    return 0;
}


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