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字符串 & 哈希

时间:2024-07-22 18:09:05浏览次数:12  
标签:map 映射 int CF 哈希 字符串

由于笔者不常使用哈希,且整理不够全面,本文只做启发。

哈希

寻找一个映射函数\(f\)把一个集合映射到一个有限集合,使得不同元素映射的值不同,相同元素的值相同。

我们希望这个函数能让我们快速判断两个字符串是否相同。

构造

字符串的哈希一般构造如下:

template<unsigned bas = 131, unsigned mod = 998244353>
struct HASH {
    char s[MAXN]; int n;
    ull f[MAXN], pw[MAXN];
    void init(int _n) {
        n = _n;
        pw[0] = 1;
        for (int i = 1; i <= n; ++i)
            f[i] = (1ull * f[i - 1] * bas + s[i]) % mod,
            pw[i] = 1ull * pw[i - 1] * bas % mod;
    }
    ull sub(int l, int r) {
        return (f[r] - f[l - 1] * pw[r - l + 1] % mod + mod) % mod;
    }
};

字符串的左边系数更大,因为这么构造能够轻易的去除字符串的任意子串的哈希值。

哈希碰撞

我们认为,映射函数\(f\)设计的足够好的时候,每个位置都是等概率被映射到的。那么哈希碰撞的概率就是\(\frac{n \times (n-1) /2}{mod}\)。即所有不同子串都映射到mod值域里。不推荐使用自然溢出的原因就是,\(f\)的映射不够优秀,导致某些位置容易被映射到。

不知道哪里听到的一句话

现在的出题人都默认卡单哈希

所以一般用双哈希来避免哈希碰撞。

unordered_map

unordered_map是通过哈希表来实现的。理论上复杂度应该是\(O(1)\)的,但不知道为什么,跑的经常没有map快。而且基数确定,经常被出题人卡。但是可以通过如下代码自定义哈希映射函数:

struct hashfunc {
    template<typename T, typename U>
    size_t operator() (const pair<T, U> &i) const {
        return hash<T>()(i.first) ^ hash<U>()(i.second);
    }
};
unordered_map< pair<int, int>, int , hashfunc > mp;

应用

哈希广泛应用于各种“乱搞”。

  • 字符串匹配,判断\(S1\)是否是\(S2\)的子串
  • 判断\(S\)字符串是否回文
    求出\(S\)和\(S^R\)的哈希,判断是否相等。(R代表翻转)
  • 寻找\(S\)和\(T\)的lcp(最长公共前缀)
    二分长度,哈希判断是否相等。

等等

其他的哈希映射方式 xor-hash

考虑这么一个问题:快速判断两个集合是否相等?(集合是无需的)

考虑一种满足交换律的运算作为哈希映射方式。就可以解决无需问题。
如:异或。

首先,我们把元素随机映射到mod值域内,降低哈希碰撞概率。然后异或起来就是哈希值。

for (int i = 1; i <= n; ++i)
    f[i] = rnd() % mod;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
    pre[i] = pre[i - 1] ^ f[a[i]];

应用

  • 判断一个序列内的元素是否出现偶数(\(k\)的倍数)次
    异或起来为0,否则为非0。
    \(k\)的倍数:手写一个$ k $进制xor,但是会多个log常数

例题:

线段树 & 哈希

考虑以下问题:字符串\(S\)长度为\(|T|\)的子串是否和字符串\(T\)每个元素相对大小位置一样。
如:\(S = [1, 2, 5, 4, 6]\),\(T = [2, 1, 5]\),那么\(S[3,5]\)和\(T\)的相对大小位置一样。

哈希有很好的性质,只要知道这个字符的相对位置,就能算出这个字符对哈希的贡献。考虑开权值线段树。在\(pushup\)的时候重新构造字符串哈希,最后判断相等即可。

例题:

标签:map,映射,int,CF,哈希,字符串
From: https://www.cnblogs.com/Qing17/p/18316614

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