• 【codeforces666E】Forensic Examination 广义后缀自动机+树上倍增+线段树合并


    题目描述

    给出 $S$ 串和 $m$ 个 $T_i$ 串,$q$ 次询问,每次询问给出 $l$ 、$r$ 、$x$ 、$y$ ,求 $S_{x...y}$ 在 $T_l,T_{l+1},...,T_r$ 中的哪一个里出现次数最多,输出出现次数最多的串编号(如果有多个则输出编号最小的)以及相应出现次数。

    $|S|,qle 5 imes 10^5$ ,$sumlimits_{i=1}^m|T_i|le 5 imes 10^4$ 。


    题解

    广义后缀自动机+树上倍增+线段树合并

    对 $S$ 串和所有 $T_i$ 串的反串放到一起建立广义后缀自动机,得到广义后缀树。

    考虑 $S$ 串的 $l...r$ 部分在 $T_i$ 串的出现次数体现为什么:" $S$ 串的 $l...r$ 部分" 在后缀Trie上体现为:顺着 $S$ 的以 $l$ 开头的后缀走到 $S_{l...r}$ 对应节点,该节点是子树内所有后缀的前缀。因此统计的就是该节点子树内有多少个 $T_i$ 的后缀节点。

    而现在给出的是后缀树,后缀树相比后缀Trie对无用节点进行压缩,有可能 $S_{l...r}$ 是无用节点。因此要找到的是:最小的 $ige r$ ,使得 $S_{l...i}$ 是非无用节点。使用倍增,从底到上求出最靠近根节点的 $disge r-l+1$ 的节点。

    问题转化为:求一个点的子树中出现次数最多的颜色是什么。

    将询问离线,使用线段树维护子树(right集合)中每种颜色出现的次数,维护区间最大值即最大值位置。DFS整棵树,递归子树后进行线段树合并,最后处理该点对应的询问。

    时间复杂度 $O(26n+nlog n)$ 。

    #include <vector>
    #include <cstdio>
    #include <cctype>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #define N 1100000
    #define lson l , mid , ls[x]
    #define rson mid + 1 , r , rs[x]
    using namespace std;
    typedef pair<int , int> pr;
    vector<int> vq[N];
    int m , pos[N] , c[N][26] , dis[N] , pre[N] , tot = 1 , last = 1 , head[N] , to[N] , next[N] , cnt , fa[N][22] , deep[N] , log[N] , ls[N * 5] , rs[N * 5] , root[N] , tp , ql[N] , qr[N];
    pr mx[N * 5] , ans[N];
    char str[N];
    void extend(int x)
    {
    	int p = last;
    	if(c[p][x])
    	{
    		int q = c[p][x];
    		if(dis[q] == dis[p] + 1) last = q;
    		else
    		{
    			int nq = ++tot;
    			memcpy(c[nq] , c[q] , sizeof(c[q]));
    			dis[nq] = dis[p] + 1 , pre[nq] = pre[q] , last = pre[q] = nq;
    			while(p && c[p][x] == q) c[p][x] = nq , p = pre[p];
    		}
    	}
    	else
    	{
    		int np = last = ++tot;
    		dis[np] = dis[p] + 1;
    		while(p && !c[p][x]) c[p][x] = np , p = pre[p];
    		if(!p) pre[np] = 1;
    		else
    		{
    			int q = c[p][x];
    			if(dis[q] == dis[p] + 1) pre[np] = q;
    			else
    			{
    				int nq = ++tot;
    				memcpy(c[nq] , c[q] , sizeof(c[q]));
    				dis[nq] = dis[p] + 1 , pre[nq] = pre[q] , pre[np] = pre[q] = nq;
    				while(p && c[p][x] == q) c[p][x] = nq , p = pre[p];
    			}
    		}
    	}
    }
    inline void add(int x , int y)
    {
    	to[++cnt] = y , next[cnt] = head[x] , head[x] = cnt;
    }
    void dfs(int x)
    {
    	int i;
    	for(i = 1 ; i <= log[deep[x]] ; i ++ ) fa[x][i] = fa[fa[x][i - 1]][i - 1];
    	for(i = head[x] ; i ; i = next[i]) fa[to[i]][0] = x , deep[to[i]] = deep[x] + 1 , dfs(to[i]);
    }
    int find(int x , int d)
    {
    	int i;
    	for(i = log[deep[x]] ; ~i ; i -- )
    		if((1 << i) <= deep[x] && dis[fa[x][i]] >= d)
    			x = fa[x][i];
    	return x;
    }
    inline void pushup(int x)
    {
    	mx[x] = max(mx[ls[x]] , mx[rs[x]]);
    }
    void insert(int p , int l , int r , int &x)
    {
    	if(!x) x = ++tp;
    	if(l == r)
    	{
    		mx[x].first ++ , mx[x].second = -p;
    		return;
    	}
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	if(p <= mid) insert(p , lson);
    	else insert(p , rson);
    	pushup(x);
    }
    int merge(int l , int r , int x , int y)
    {
    	if(!x) return y;
    	if(!y) return x;
    	if(l == r)
    	{
    		mx[x].first += mx[y].first;
    		return x;
    	}
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	ls[x] = merge(l , mid , ls[x] , ls[y]);
    	rs[x] = merge(mid + 1 , r , rs[x] , rs[y]);
    	pushup(x);
    	return x;
    }
    pr query(int b , int e , int l , int r , int x)
    {
    	if(b <= l && r <= e) return mx[x];
    	int mid = (l + r) >> 1;
    	if(e <= mid) return query(b , e , lson);
    	else if(b > mid) return query(b , e , rson);
    	else return max(query(b , e , lson) , query(b , e , rson));
    }
    void solve(int x)
    {
    	int i;
    	for(i = head[x] ; i ; i = next[i]) solve(to[i]) , root[x] = merge(1 , m , root[x] , root[to[i]]);
    	for(i = 0 ; i < (int)vq[x].size() ; i ++ ) ans[vq[x][i]] = query(ql[vq[x][i]] , qr[vq[x][i]] , 1 , m , root[x]);
    }
    inline char nc()
    {
    	static char buf[100000] , *p1 , *p2;
    	return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf , 1 , 100000 , stdin) , p1 == p2) ? EOF : *p1 ++ ;
    }
    inline int readnum()
    {
    	int ret = 0; char ch = nc();
    	while(!isdigit(ch)) ch = nc();
    	while(isdigit(ch)) ret = ((ret + (ret << 2)) << 1) + (ch ^ '0') , ch = nc();
    	return ret;
    }
    inline int readstr(char *p)
    {
    	char ch = nc() , *q = p;
    	while(isalpha(ch)) *q ++ = ch , ch = nc();
    	return q - p;
    }
    char pbuf[10000000] , *pp = pbuf;
    inline void write(int x)
    {
    	static int sta[20];
    	int top = 0;
    	if(!x) sta[top ++ ] = 0;
    	while(x) sta[top ++ ] = x % 10 , x /= 10;
    	while(top -- ) *pp ++ = sta[top] ^ '0';
    }
    int main()
    {
    	int q , i , j , x , y;
    	for(i = readstr(str + 1) ; i ; i -- ) extend(str[i] - 'a') , pos[i] = last;
    	m = readnum();
    	for(i = 1 ; i <= m ; i ++ )
    	{
    		last = 1;
    		for(j = readstr(str + 1) ; j ; j -- )
    			extend(str[j] - 'a') , insert(i , 1 , m , root[last]);
    	}
    	for(i = 2 ; i <= tot ; i ++ ) add(pre[i] , i) , log[i] = log[i >> 1] + 1;
    	dfs(1);
    	q = readnum();
    	for(i = 1 ; i <= q ; i ++ )
    	{
    		ql[i] = readnum() , qr[i] = readnum() , x = readnum() , y = readnum();
    		vq[find(pos[x] , y - x + 1)].push_back(i);
    	}
    	solve(1);
    	for(i = 1 ; i <= q ; i ++ ) write(ans[i].first ? -ans[i].second : ql[i]) , *pp ++ = ' ' , write(ans[i].first) , *pp ++ = '
    ';
    	fwrite(pbuf , 1 , pp - pbuf , stdout);
    	return 0;
    }
    
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