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很久之前就准备学AC自动机了,今天就把最基础的搞定一下。
由于是最基础的AC自动机所以我先总结一下基础内容 ( qvq
最基础的AC自动机解决的是:多字符串匹配问题,我们知道kmp是优化 一对一的匹配。那么 N对一的匹配难道要用kmp跑 N次?答案是no.
AC自动机全称:Aho-Corasick automaton , 既然有这个算法,那肯定对 这个问题就有其更加优化的解决方案。
网上都说AC自动机是 KMP x 字典树(hush表好像也能存)。字典树当然是肯定的,因为要建一台AC自动机第一步就是要用已有的模式串构建出字典树。对于KMP部分就主要是对 fail 这个数组的理解。
我们知道KMP中的next数组是求 当前长为 i 的串的最长前后缀长度。由于存储了这个,我们在失配的时候就可以跳过相同的部分直接匹配之后失配的位置
AC自动机也是同理,其有一个fail数组存储的是 与该节点 最长公共后缀的节点位置。比如 模式串 her she 与文本串 sher , 我们知道 she的h指向her的h , she的e会顺着其父节点的位置指到 her的e
所以文本串sher 遍历完she之后(说明she已经存在)就跳到her的e位置继续匹配 ,最后发现 最后位r 刚好匹配,所以 文本串中就出现了 her ,she 两个模式串
由于我们不能漏掉任意一个串,所以每遇到有fail指针的位置我们就要跳,这样尽可能把所有的串都找完。 建树的时候我们还要用一个val数组统计 以该结点结束的个数,这样最后查询到后加上这个值就可以统计个数。但是下面代码中val数组被使用后就被置为-1(已经使用过),就会出现一个问题,这台AC自动机不能持久的跑,只能跑一次。所以之后就会有持久化等各种优化。
由于这里是最基础的AC自动机所以就不管了...
#include<bits/stdc++.h> const int N=1000000+5; using namespace std; int tot;//编号 int trie[N][26];//字典树 int val[N];//字符串结尾标记(以当前前缀结尾的字符串个数) int fail[N];//失配指针 void insert(char *s){//插入模式串 int root=0;//字典树上当前匹配到的结点 for(int i=0;s[i];i++){ int id=s[i]-'a';//子节点编号 if(trie[root][id]==0)//若之前没有从root到id的前缀 trie[root][id]=++tot;//插入 root=trie[root][id];//顺着字典树往下走 } val[root]++; } void build(){//构建fail指针域建立字典图 queue<int>q; for(int i=0;i<26;i++)//将根节点的子节点入队 if(trie[0][i]) q.push(trie[0][i]); while(!q.empty()){ int k=q.front();//对于队首节点k,其fail指针已求得,现在要求的是他子节点的fail指针 q.pop(); for(int i=0;i<26;i++){//遍历字符集 if(trie[k][i]){//若字符i对应的子节点存在 fail[trie[k][i]]=trie[fail[k]][i];//将这个子节点fail指针赋给fail[k]的字符i对应的节点 q.push(trie[k][i]); } else trie[k][i]=trie[fail[k]][i];//将fail[k]的子节点直接赋成k的子节点 } } } int query(char *t){//对文本串进行匹配 int res=0;//存储结果 int root=0;//字典树上当前匹配到的结点 for(int i=0;t[i];i++){//对文本串进行遍历 int id=t[i]-'a';//子节点编号 root=trie[root][id];//在字典图中不断穿梭跳动 int j=root; while(j&&val[j]!=-1){//利用fail指针找出所有匹配的模式串 res+=val[j];//累加到答案中 val[j]=-1;//表示已经添加(不会重复添加) j=fail[j];//fail指针跳转 } } return res; } char P[N]; char T[N]; int main(){ int t; scanf("%d",&t); while(t--){ memset(trie,0,sizeof(trie)); memset(val,0,sizeof(val)); memset(fail,0,sizeof(fail)); tot=0; int n;//模式串个数 scanf("%d",&n); while(n--){ scanf("%s",P);//输入模式串 insert(P);//插入字典树中 } build();//构建失配指针与字典图 scanf("%s",T);//输入文本串 int res=query(T); printf("%d ",res); } return 0; }