【模版】（旧）AC自动机

AC自动机

（注：此博不是讲解，只是备忘用的）

多模式串匹配的好东西~

以trie树为保存字符串的载体，在树上建立失配边来进行模式串间的转移，以达到快速匹配的目的。

以 HDU：2222  Keywords Search 为例：

（但有些部分代码设计不太合理，可根据题微调）

（此处采用了建trie图的思想加速，但实际还可以用last数组再度加速）

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
#define MSZ (1000000)
#define SZ (50)
#define SGSZ (26)
using namespace std;

struct TRIE
{
    char cc;
    int fail, last;
    int get, cnt;
    int next[SGSZ];
};

int cTr;
TRIE Tr[MSZ];
// * those are my magic
#define np(p, id) (Tr[p].next[id])
#define fp(p) (Tr[p].fail)
#define lp(p) (Tr[p].last)
#define ct(p) (Tr[p].cnt)
#define gt(p) (Tr[p].get)

int T, N;

// * get a char's index
inline int index(char cc)
{
    return cc - 'a';
}

inline char opdex(int id)
{
    return id + 'a';
}

// * clear the Trie
void ClearTr()
{
    for (int i = 0; i <= cTr; i++)
        Tr[i] = (TRIE){0, 0, 0, 0, 0, 0};
    return;
}

// * add a point into Trie
int AddPTr(int id)
{
    Tr[++cTr].cc = opdex(id);
    return cTr;
}

// * add a string into Trie
void AddSTr(char s[])
{
    int p = 0, l = strlen(s);
    for (int i = 0; i < l; i++)
    {
        int id = index(s[i]);
        if (!np(p, id))
            np(p, id) = AddPTr(id);
        p = np(p, id); // * Magic part , careful !
    }
    ct(p)++, lp(p) = p;
    return;
}

void FailAc()
{
    queue<int> Q;
    for (int id = 0; id < SGSZ; id++)
        if (np(0, id))
            Q.push(np(0, id));
    while (!Q.empty())
    {
        int p = Q.front();
        Q.pop();
        for (int id = 0; id < SGSZ; id++)
        {
            int tp = fp(p);
            while (tp && !np(tp, id))
                tp = fp(tp);
            if (np(p, id))
            {
                Q.push(np(p, id));
                fp(np(p, id)) = np(tp, id);
                lp(np(p, id)) = ct(np(tp, id)) ? np(tp, id) : lp(np(tp, id));
            }
            else
                np(p, id) = np(tp, id);
        }
    }
    return;
}

int FindAc(char ms[])
{
    int p = 0, l = strlen(ms), sum = 0;
    for (int i = 0; i < l; i++)
    {
        int id = index(ms[i]);
        p = np(p, id);
        int tp = p;
        while (tp)
        {
            if (gt(tp))
                break;
            gt(tp) = 1;
            if (ct(tp))
                sum += ct(tp);
            tp = lp(tp);
        }
    }
    return sum;
}

int main()
{
    char s[SZ], ms[MSZ];
    scanf("%d", &T);
    while (T--)
    {
        scanf("%d", &N);
        ClearTr();
        for (int i = 1; i <= N; i++)
        {
            scanf("%s", s);
            AddSTr(s);
        }
        FailAc();
        scanf("%s", ms);
        printf("%d", FindAc(ms));
    }
    return 0;
}

 寻找失配边的fail函数：

 ...

void FailAc()
{
    queue<int> Q;
    for (int id = 0; id < SGSZ; id++)
        if (np(0, id))
            Q.push(np(0, id));
    while (!Q.empty())
    {
        int p = Q.front();
        Q.pop();
        for (int id = 0; id < SGSZ; id++)
        {
            int tp = fp(p);
            while (tp && !np(tp, id))
                tp = fp(tp);
            if (np(p, id))
            {
                Q.push(np(p, id));
                fp(np(p, id)) = np(tp, id);
                lp(np(p, id)) = ct(np(tp, id)) ? np(tp, id) : lp(np(tp, id));
            }
            else
                np(p, id) = np(tp, id);
        }
    }
    return;
}

 寻找匹配串数量的find函数：

包括fail函数，一定要记住一些明显的优化，比如trie图转化，get标记，last记录上个单词节点。

int FindAc(char ms[])
{
    int p = 0, l = strlen(ms), sum = 0;
    for (int i = 0; i < l; i++)
    {
        int id = index(ms[i]);
        p = np(p, id);
        int tp = p;
        while (tp)
        {
            if (gt(tp))
                break;
            gt(tp) = 1;
            if (ct(tp))
                sum += ct(tp);
            tp = lp(tp);
        }
    }
    return sum;
}

 清空和加入节点：（以下是Tire树操作）

 这是一种很蠢的写法，实际中节点可以直接删除（如用memset清空，不过可能会卡）。

// * add a point into Trie
int AddPTr(int id)
{
    Tr[++cTr].cc = opdex(id);
    return cTr;
}

// * add a string into Trie
void AddSTr(char s[])
{
    int p = 0, l = strlen(s);
    for (int i = 0; i < l; i++)
    {
        int id = index(s[i]);
        if (!np(p, id))
            np(p, id) = AddPTr(id);
        p = np(p, id); // * Magic part , careful !
    }
    ct(p)++, lp(p) = p;
    return;
}

 将字符转化成编号和反转化的函数：

 这是为那些写trie树却不会指针的同学们准备的，将每个字符转化成唯一对应的下标。

// * get a char's index
inline int index(char cc)
{
    return cc - 'a';
}

inline char opdex(int id)
{
    return id + 'a';
}

宏黑魔法++。