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hnu 2243 考研路茫茫——單詞情結 AC自動機+矩陣冥累加和

編輯:C++入門知識

這個題目更奇葩。據說是上一個題的加強版。
   題意是給定M個模式串,然後給定長度L,問不超過L的文本至少含有一個模式的情況的總種數。

   還是用模式串建立Trie圖,根據Trie圖建立起路徑長度為1的矩陣M。
   總情況數目為26^1+26^2+...+26^L。不含模式串的情況總數為矩陣N = M^1+M^2+M^3
+...+M^L的第一行之和。總情況數目減去不含模式串的情況就是答案。
   這裡用到了矩陣的一些算法,比如快速冥,還有快速冥求和。但是,我用了操作符重載,最悲劇
的是重載後的操作符沒有優先級,而我還當作有優先級的在用,所以悲劇了。。。一直樣例都過不
去。。。唉,最後才發現了這個問題。。。寫了260行左右的代碼,前面的一部分代碼可以當作矩
陣操作的模板了。。。Trie圖的也不錯,過幾天估計得打印下來用了。。。

   代碼如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <queue>
#include <algorithm>
using namespace std;

typedef unsigned long long INT;
const int MAX_D = 26;
const int MAX_L = 10;
const int MAX_N = 10;
char szPat[MAX_L];

const int MAX_S = 31;
struct Matrix
{
    int nSize;
    INT nD[MAX_S][MAX_S];
    Matrix(int nS)
    {
        Clear(nS);
    }

    Matrix& operator = (const Matrix& m)
    {
        nSize = m.nSize;
        for (int i = 0; i < nSize; ++i)
        {
            for (int j = 0; j < nSize; ++j)
            {
                nD[i][j] = m.nD[i][j];
            }
        }
        return *this;
    }
    void Clear(int nS)
    {
        nSize = nS;
        memset(nD, 0, sizeof(nD));
    }
    void Unit()
    {
        for (int i = 0; i < nSize; ++i)
        {
            for (int j = 0; j < nSize; ++j)
            {
                nD[i][j] = (i == j ? 1 : 0);
            }
        }
    }
};

Matrix operator+(const Matrix& A, const Matrix& B)
{
    Matrix C(A.nSize);

    for (int i = 0; i < A.nSize; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < A.nSize; ++j)
        {
            C.nD[i][j] = A.nD[i][j] + B.nD[i][j];
        }
    }
    return C;
}

Matrix operator*(const Matrix& nA, const Matrix& nB)
{
    Matrix nC(nB.nSize);
    for (int i = 0; i < nA.nSize; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < nA.nSize; ++j)
        {
            for (int k = 0; k < nA.nSize; ++k)
            {
                nC.nD[i][j] += nA.nD[i][k] * nB.nD[k][j];
            }
        }
    }
    return nC;
}

Matrix operator^(Matrix B, INT nExp)
{
    Matrix ans(B.nSize);

    ans.Unit();
    while (nExp)
    {
        if (nExp % 2)
        {
            ans = ans * B;
        }
        B = B * B;
        nExp >>= 1;
    }
    return ans;
}

//求base^1+base^2++base^N
Matrix SumPowMatrix(Matrix& base, INT nN)
{
    if (nN == 1)
    {
        return base;
    }

    Matrix ans = SumPowMatrix(base, nN / 2);
    ans = ans + ((base^(nN / 2)) * ans);//重載運算符保證不了優先級
    if (nN % 2)
    {
        ans = ans + (base^nN);//沒優先級啊,必須加括號,查錯2個小時了
    }
    return ans;
}

struct Trie
{
    Trie* next[MAX_D];
    Trie* fail;
    int no;
    bool flag;
};
Trie tries[MAX_L * MAX_N];
int nP;
Trie* pRoot;

Trie* NewNode()
{
    memset(&tries[nP], 0, sizeof(Trie));
    tries[nP].no = nP;
    return &tries[nP++];
}

void InitTrie(Trie*& pRoot)
{
    nP = 0;
    pRoot = NewNode();
}

void Insert(Trie* pRoot, char* pszPat)
{
    Trie* pNode = pRoot;
    while (*pszPat)
    {
        int idx = *pszPat - 'a';
        if (pNode->next[idx] == NULL)
        {
            pNode->next[idx] = NewNode();
        }
        pNode = pNode->next[idx];
        ++pszPat;
    }
    pNode->flag = true;
}

void BuildAC(Trie* pRoot, Matrix& M)
{
    pRoot->fail = NULL;
    queue<Trie*> qt;
    qt.push(pRoot);

    M.Clear(nP);
    while (!qt.empty())
    {
        Trie* front = qt.front();
        qt.pop();
        for (int i = 0; i < MAX_D; ++i)
        {
            if (front->next[i])
            {
                Trie* pNode = front->fail;
                while (pNode && pNode->next[i] == NULL)
                {
                    pNode = pNode->fail;
                }
                front->next[i]->fail = pNode? pNode->next[i] : pRoot;
                if (front->next[i]->fail->flag)
                {
                    front->next[i]->flag = true;
                }
                qt.push(front->next[i]);
            }
            else
            {
                front->next[i] = front == pRoot? pRoot : front->fail->next[i];
            }

            //這裡必須要加上front->flag為false的判斷麼?加不加會生成不同的矩陣
            if (!front->next[i]->flag)
            {
                ++M.nD[front->no][front->next[i]->no];
            }
        }
    }
}

int main()
{
    int nN;
    INT nL;
    Matrix M(0);

    while (scanf("%d%I64u", &nN, &nL) == 2)
    {
        InitTrie(pRoot);
        while (nN--)
        {
            scanf("%s", szPat);
            Insert(pRoot, szPat);
        }
        BuildAC(pRoot, M);

        Matrix tmp(1);
        tmp.nD[0][0] = 26;
        tmp = SumPowMatrix(tmp, nL);
        INT nAns = tmp.nD[0][0];
        Matrix msum = SumPowMatrix(M, nL);
        for (int i = 0; i < msum.nSize; ++i)
        {
            nAns -= msum.nD[0][i];
        }
        printf("%I64u\n", nAns);
    }

    return 0;
}

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