Codeforces 1511F Chainword

如何判定一个字符串 $s$ 能否被拆为若干段字典中的单词呢？

考虑对字典建立 trie 树，当在 $s$ 的末尾增加一个字符的时候，就相当于是在 trie 树上从一个结点 $u$ 沿着某一条转移边走到另外一个结点 $v$。当然，你也可以在某个字符串的结束位置不继续往下走，而是回到根节点。

假如只有一道提示线，那么根据套路，可以用 $f_{i, u}$ 表示 $s$ 加入了 $i$ 个字符，当前在 trie 的结点 $u$ 上，这种情况下的方案数。转移是显然的。

但现在有两道提示线，仿照这样的思路，使用 $f_{i, u, v}$ 表示 $s$ 加入了 $i$ 个字符，上方的线在 trie 的结点 $u$ 上，下方的线在 trie 的结点 $v$ 上，这种情况下的方案数。

很容易发现这个 DP 与 $i$ 其实没什么关系，可以使用矩阵快速幂优化。但是总状态数是至多约 $1600$ 的。很显然，矩阵快速幂并不能跑得动。

现在考虑删减有效状态：

1. 记 $root o u$ 的路径的字符串为 $S$，$root o v$ 的路径的字符串为 $T$，显然有 $S$ 是 $T$ 的后缀，或者 $T$ 是 $S$ 的后缀。
2. $f_{i, u, v} = f_{i, v, u}$，所以 $(u, v)$ 和 $(v, u)$ 可以视作同一个状态。

加入这两个限制后，状态数就被删减到了约 $l = 160$，这时候套用矩阵快速幂优化即可。

一个实现上的细节是，如何找到满足第一种要求的状态呢？其实从 $(0,0)$ 开始 BFS / DFS，每次转移的时候枚举最后一个字符，所有能访问到的结点就是我们想要的结点。

时间复杂度 $O(l^3 log m)$。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 50, M = 161, MOD = 998244353;
struct matrix
{
    int val[M][M];
    matrix() { memset(val, 0, sizeof(val)); }
    matrix operator * (const matrix &oth) const
    {
        matrix res;
        for(int i = 0; i < M; i++)
            for(int j = 0; j < M; j++)
                for(int k = 0; k < M; k++)
                    res.val[i][j] = (res.val[i][j] + 1LL * val[i][k] * oth.val[k][j] % MOD) % MOD;
        return res;
    }
} trans; 
matrix Qpow(matrix a, long long power)
{
    matrix res;
    for(int i = 0; i < M; i++) res.val[i][i] = 1;
    while(power)
    {
        if(power & 1) res = res * a;
        a = a * a;
        power >>= 1;
    }
    return res;
}
struct trie
{
    int siz;
    struct node
    {
        bool ext;
        int ch[26];
        node() { ext = false; memset(ch, -1, sizeof(ch)); }
    } o[N];
    trie() { siz = 0; } 
    void Insert(char *str)
    {
        int cur = 0;
        for(int i = 1; str[i]; i++)
        {
            if(o[cur].ch[str[i] - 'a'] == -1) o[cur].ch[str[i] - 'a'] = ++siz;
            cur = o[cur].ch[str[i] - 'a'];
        }
        o[cur].ext = true;
    }
} tr;
int n;
long long m;
char s[N];
queue<pair<int, int>> que;
map<pair<int, int>, int> idx;
int GetID(pair<int, int> p)
{
    if(p.first > p.second) swap(p.first, p.second);
    if(!idx.count(p))
    {
        int k = idx.size();
        idx[p] = k;
        que.push(p);
    }
    return idx[p];
}
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin >> n >> m;
    for(int i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> (s + 1);
        tr.Insert(s); 
    }
    que.push(make_pair(0, 0));
    idx[make_pair(0, 0)] = 0;
    while(!que.empty())
    {
        pair<int, int> cur = que.front();
        que.pop();
        int x = GetID(cur);
        for(int c = 0; c < 26; c++)
        {
            pair<int, int> nxt = make_pair(tr.o[cur.first].ch[c], tr.o[cur.second].ch[c]);
            if(nxt.first == -1 || nxt.second == -1) continue;
            trans.val[x][GetID(nxt)]++;
            if(tr.o[nxt.first].ext) trans.val[x][GetID(make_pair(0, nxt.second))]++;
            if(tr.o[nxt.second].ext) trans.val[x][GetID(make_pair(nxt.first, 0))]++;
            if(tr.o[nxt.first].ext && tr.o[nxt.second].ext) trans.val[x][0]++;
        }
    }
    cout << Qpow(trans, m).val[0][0] << endl; 
    return 0;
}