后缀数组模板


后缀数组有几个重要参数;

sa[] 这是字符串按从小到大排序后的第一个字符的下标;

rank[] 这是那个下标的位置的排名;

height[] 这是排名i与i-1的最长公共前缀;

minnum[] 这是下标a,b的最长公共前缀

本代码求得是任意两个下标之间得最长公共前缀;

  1 /*Sherlock and Watson and Adler*/
  2 #include<bits/stdc++.h>
  3 #define eps 1e-9
  4 #define LL long long
  5 #define PI acos(-1.0)
  6 #define bitnum(a) __builtin_popcount(a)
  7 using namespace std;
  8 const int N = 5005;
  9 const int M = 100005;
 10 const int inf = 1000000007;
 11 const int mod = 1000000007;
 12 const int MAXN = 200005;
 13 //rnk从0开始
 14 //sa从1开始,因为最后一个字符(最小的)排在第0位
 15 //height从1开始,因为表示的是sa[i - 1]和sa[i]
 16 //倍增算法 O(nlogn)
 17 
 18 int wa[MAXN], wb[MAXN], wv[MAXN], ws_[MAXN];//求后缀的数组参数
 19 
 20 //Suffix函数的参数m代表字符串中字符的取值范围,是基数排序的一个参数,如果原序列都是字母可以直接取128,如果原序列本身都是整数的话,则m可以取比最大的整数大1的值
 21 //待排序的字符串放在r数组中,从r[0]到r[n-1],长度为n
 22 //为了方便比较大小,可以在字符串后面添加一个字符,这个字符没有在前面的字符中出现过,而且比前面的字符都要小
 23 //同上,为了函数操作的方便,约定除r[n-1]外所有的r[i]都大于0,r[n-1]=0
 24 //函数结束后,结果放在sa数组中,从sa[0]到sa[n-1]
 25 void Suffix(int *r, int *sa, int n, int m)
 26 {
 27     int i, j, k, *x = wa, *y = wb, *t;
 28     //对长度为1的字符串排序
 29     //一般来说,在字符串的题目中,r的最大值不会很大,所以这里使用了基数排序
 30     //如果r的最大值很大,那么把这段代码改成快速排序
 31     for(i = 0; i < m; ++i) ws_[i] = 0;
 32     for(i = 0; i < n; ++i) ws_[x[i] = r[i]]++;//统计字符的个数
 33     for(i = 1; i < m; ++i) ws_[i] += ws_[i - 1];//统计不大于字符i的字符个数
 34     for(i = n - 1; i >= 0; --i) sa[--ws_[x[i]]] = i;//计算字符排名
 35     //基数排序
 36     //x数组保存的值相当于是rank值
 37     for(j = 1, k = 1; k < n; j *= 2, m = k)
 38     {
 39         //j是当前字符串的长度,数组y保存的是对第二关键字排序的结果
 40         //第二关键字排序
 41         for(k = 0, i = n - j; i < n; ++i) y[k++] = i;//第二关键字为0的排在前面
 42         for(i = 0; i < n; ++i) if(sa[i] >= j) y[k++] = sa[i] - j;//长度为j的子串sa[i]应该是长度为2 * j的子串sa[i] - j的后缀(第二关键字),对所有的长度为2 * j的子串根据第二关键字来排序
 43         for(i = 0; i < n; ++i) wv[i] = x[y[i]];//提取第一关键字
 44         //按第一关键字排序 (原理同对长度为1的字符串排序)
 45         for(i = 0; i < m; ++i) ws_[i] = 0;
 46         for(i = 0; i < n; ++i) ws_[wv[i]]++;
 47         for(i = 1; i < m; ++i) ws_[i] += ws_[i - 1];
 48         for(i = n - 1; i >= 0; --i) sa[--ws_[wv[i]]] = y[i];//按第一关键字,计算出了长度为2 * j的子串排名情况
 49         //此时数组x是长度为j的子串的排名情况,数组y仍是根据第二关键字排序后的结果
 50         //计算长度为2 * j的子串的排名情况,保存到数组x
 51         t = x;
 52         x = y;
 53         y = t;
 54         for(x[sa[0]] = 0, i = k = 1; i < n; ++i)
 55             x[sa[i]] = (y[sa[i - 1]] == y[sa[i]] && y[sa[i - 1] + j] == y[sa[i] + j]) ? k - 1 : k++;
 56         //若长度为2 * j的子串sa[i]与sa[i - 1]完全相同,则他们有相同的排名
 57     }
 58 }
 59 int Rank[MAXN], height[MAXN], sa[MAXN], r[MAXN]; // r是最初的数组
 60 void calheight(int *r,int *sa,int n)
 61 {
 62     int i,j,k=0;
 63     for(i=1; i<=n; i++)Rank[sa[i]]=i;
 64     for(i=0; i<n; height[Rank[i++]]=k)
 65         for(k?k--:0,j=sa[Rank[i]-1]; r[i+k]==r[j+k]; k++);
 66 }
 67                //第二维的长度不知道怎么确定,假如越界了就开大点把,hh
 68                //或者直接开到100算了啊哈哈
 69 int n,minnum[MAXN][17];   //n是字符串长度,minnum是任意两个位置之间的最长公共前缀(0~n-1)
 70 void RMQ()           //预处理  O(nlogn)
 71 {
 72     int i,j;
 73     int m=(int)(log(n*1.0)/log(2.0));
 74     for(i=1;i<=n;i++)
 75         minnum[i][0]=height[i];
 76     for(j=1;j<=m;j++)
 77         for(i=1;i+(1<<j)-1<=n;i++)
 78             minnum[i][j]=min(minnum[i][j-1],minnum[i+(1<<(j-1))][j-1]);
 79 }
 80 int Ask_MIN(int a,int b)     //O(1)
 81 {
 82     int k=int(log(b-a+1.0)/log(2.0));
 83     return min(minnum[a][k],minnum[b-(1<<k)+1][k]);
 84 }
 85 int calprefix(int a,int b)
 86 {
 87     a=Rank[a],b=Rank[b];
 88     if(a>b) swap(a,b);
 89     return Ask_MIN(a+1,b);
 90 }
 91 int q[MAXN];
 92 char str1[MAXN],str[MAXN];
 93 int main()
 94 {
 95     while(scanf("%s",str)>0){
 96         int len=strlen(str);
 97         for(int i=0;i<len;i++)
 98             r[i]=str[i]-'a'+1;
 99         r[len]=0;
100         n=len;
101         Suffix(r,sa,n+1,27);
102         calheight(r,sa,n);
103         RMQ();
104         int T;
105         scanf("%d",&T);
106         while(T--){
107             int t1,t2;
108             scanf("%d%d",&t1,&t2);
109             int ans=calprefix(t1,t2);
110             printf("%d\n",ans);
111         }
112     }
113     return 0;
114 }

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