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回文结构 manacher & PAM 马拉车 & 回文树

时间:2024-07-23 22:06:39浏览次数:15  
标签:ch int manacher 回文结构 siz fail PAM dp 回文

manacher

马拉车通过在每个字符间插入一个特殊字符,使得字符串长度为奇数,从而保证每个字符都有中心。在每个中心记录回文串的长度。
马拉车的扩展方式和\(Z\)函数类似。都是通过映射之前已经算过的位置,然后尽可能的向右扩展。复杂度\(O(n)\)
通常马拉车的题目统计回文串需要与其他数据结构结合,如线段树,树状数组等。需要一定的基本功。

void manacher(char* str,int n) {
    int ans = 0, t = 0;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if (t + f[t] >= i)f[i] = min(f[t - (i - t)], t + f[t] - i);
        while (i - f[i] - 1 > 0 && i + f[i] + 1 <= n && str[i - f[i] - 1] == str[i + f[i] + 1])f[i]++;
        if (f[i] + i > f[t] + t)t = i;
        ans = max(ans, f[i]);
    }
    printf("%d", ans);
}

例题:
luogu: P3805 【模板】manacher

luogu: P1659 [国家集训队] 拉拉队排练

CF:17 E. Palisection

luogu: P4555 [国家集训队] 最长双回文串

luogu: P4287 [SHOI2011] 双倍回文

CF:30 E. Tricky and Clever Password

HDU: 7403 完美子串

回文树

回文树分为奇根和偶根,偶根的 \(fail\) 指针指向奇根,而我们并不关心奇根的 \(fail\) 指针,因为奇根不可能失配。
回文树不再考虑回文中心,是以右边界为这个回文串的终点。\(fail\) 指针指向的这个右边界更短的回文串。

回文树的构建与SAM类似,找上一个回文,依次遍历\(fail\)找对应相同的字符的位置向右扩展即可。

struct PAM {
    int siz, tot, lst;  //siz回文树大小,tot字符串处理到第几个
    int cnt[MAXN], ch[MAXN][26], len[MAXN], fail[MAXN];
    char s[MAXN];
    PAM() { clear(); }
    int node(int l) {  // 建立一个新节点,长度为 l
        siz++;
        memset(ch[siz], 0, sizeof(ch[siz]));
        len[siz] = l;
        fail[siz] = cnt[siz] = 0;
        return siz;
    }
    void clear() {
        siz = -1;
        lst = 0;
        s[tot = 0] = '$';
        node(0);
        node(-1);
        fail[0] = 1;
    }
    int getfail(int x) {  // 找后缀回文
        while (s[tot - len[x] - 1] ^ s[tot])x = fail[x];
        return x;
    }
    void insert(char c) {
        s[++tot] = c;
        int cur = getfail(lst);
        if (!ch[cur][c - 'a']) {
            int x = node(len[cur] + 2);
            fail[x] = ch[getfail(fail[cur])][c - 'a'];  //没有儿子默认指向偶根,偶根一直指向奇根
            ch[cur][c - 'a'] = x;
        }
        lst = ch[cur][c - 'a'];
        cnt[lst]++;
    }
};

最小回文划分

考虑\(dp[i]\)是\(s\)的前\(i\)位的最小划分数。考虑转移。

\[dp[i] = \underset{s[j+1,i]为回文串}{min} dp[j] + 1 \]

考虑回文串\(t\)是回文串\(s\)的后缀,那么\(t\)就是\(s\)的\(border\)。这是充分必要的。我们在kmp中有介绍\(border\)的性质。我们可以把\(s\)分为\(log|s|\)段,每一段的\(border\)都是等差数列。有了这个性质我们考虑优化dp。

优化
  • \(diff[u]\)代表\(u\)和\(fail[u]\)所代表的回文串长度差。

  • \(slink[u]\)代表这个\(border\)等差数列的最前面的位置。即第一个$diff[v] \neq diff[u] $

  • \(g[u]\)是这个\(border\)等差数列的长度对应的\(dp\)最小值。

复杂度\(O(nlogn)\)

for (int i = 1; i <= n; ++i) {
    p.insert(s[i]);
    for (int x = p.lst; x > 1; x = p.slink[x]) {
        g[x] = dp[i - p.len[p.slink[x]] - p.dif[x]];
        if (p.dif[x] == p.dif[p.fail[x]])g[x] = min(g[x], g[p.fail[x]]);
        dp[i] = min(dp[i], g[x] + 1);
    }
}

双倍回文

寻找最长的\(ww^Rww^R\)形式字符串。

  • 维护一个\(trans\)小于等于当前节点长度一半的最长回文后缀,和\(fail\)求法类似。即可。

例题:
luogu: P5496 【模板】回文自动机(PAM)

其他方式处理回文

哈希、SA、SAM都可以用,思路都是把原串翻转。求这部分和反转后的这部分是否一致。

哈希可以快速判断某子串是否是回文串。SA和SAM考虑两个串匹配的长度和对应的位置差距可以判断是否为回文串。

标签:ch,int,manacher,回文结构,siz,fail,PAM,dp,回文
From: https://www.cnblogs.com/Qing17/p/18319756

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