题解:失配树

洛谷P5829

Posted by TH911 on November 19, 2024

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题意分析

首先,看到 border,我们自然而然地想到了 KMP。

所谓 border,其实就是其前缀和后缀相等。

现在,给定了字符串 $s$,求 $s[1,p]$ 和 $s[1,q]$ 的最长公共 border。($s[l,r]$ 表示 $s$ 中第 $l$ 位到第 $r$ 组成的字符串)


我们先考虑如何求出 border。

参照 KMP 算法即可。(如果你不会 KMP 算法:link)。

KMP 一遍后求出了 $pre$ 数组。

然后呢?

我们先绘制一张图。

这是通过样例 $1$ 的字符串的 $pre$ 数组画出的树,比如说 $pre_4=3,pre_5=0,pre_2=1,\cdots$。

(参见此处,本文中的 KMP 算法的字符串下标从 $1$ 开始,则特殊值取 $0$)

举个例子:$s[1,7]$ 和 $s[1,10]$ 都是 $s$ 的 border,而 $s[1,1]$ 却是 $s$ 的 border 的同时也是 $s[1,7]$ 和 $s[1,10]$ 的公共 border

那么如此,我们便通过 $pre_i$ 建立了一棵树,$pre_i$ 就是 $i$ 的父节点。

求 $s[1,p]$ 和 $s[1,q]$ 的最长公共 border 即 LCA 问题

AC 代码

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//#include<bits/stdc++.h>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<iomanip>
#include<cstdio>
#include<string>
#include<vector>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<deque>
#include<queue>
#include<stack>
#include<list>
using namespace std;
const int N=1e6;
char a[N+1];
int n,pre[N+1],d[N+1],f[N+1][__lg(N+1)+1],lg[N+1];
void solve(){
	d[1]=1;
	for(int i=2,j=0;i<=n;i++){//KMP
		while(j!=0&&a[j+1]!=a[i])j=pre[j];
		if(a[j+1]==a[i])j++;
		pre[i]=j;
		d[i]=d[j]+1;
	}
	for(int i=1;i<=n;i++)f[i][0]=pre[i];
	for(int i=1;i<=n;i++)lg[i]=lg[i>>1]+1;//常数优化
	for(int i=1;i<=n;i++)lg[i]--;
	for(int i=1;i<=lg[n];i++){ 
		for(int x=1;x<=n;x++)f[x][i]=f[f[x][i-1]][i-1];
	}
}//倍增LCA
int lca(int u,int v){
	if(d[u]<d[v])swap(u,v);
	for(int i=lg[d[u]-d[v]];i>=0;i--){
		if(d[f[u][i]]>=d[v])u=f[u][i];
	}
	for(int i=lg[d[u]];i>=0;i--){
		if(f[u][i]!=f[v][i])u=f[u][i],v=f[v][i];
	}return f[u][0];
}
int main(){
	/*freopen("test.in","r",stdin);
	freopen("test.out","w",stdout);*/
	
	scanf("%s",a+1);
	n=strlen(a+1);
	solve();
	int m;
	scanf("%d",&m);
	while(m--){
		int p,q;
		scanf("%d %d",&p,&q);
		printf("%d\n",lca(p,q));
	}
	
	/*fclose(stdin);
	fclose(stdout);*/
	return 0;
}