POJ 2778 DNA SequenceAC自动机 矩阵快速幂

本文介绍了一种结合AC自动机与矩阵快速幂的方法来高效解决字符串匹配问题中的计数任务。通过构建AC自动机并利用矩阵快速幂进行状态转移,可以在O(log N)的时间复杂度内求解经过特定节点的路径数量。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <math.h>
#define mod 100000
#define LL long long

using namespace std;
const int M = 4;
const int N = 1e6+10;
struct Matrix{
    int mat[110][110];
    int n;
    Matrix(){}
    Matrix(int nn){
        n = nn;
        for(int i = 0; i < n; ++i){
            for(int j = 0; j < n; ++j){
                mat[i][j] = 0;
            }
        }
    }
    Matrix operator * (const Matrix& b)const{
        Matrix ret = Matrix(n);
        for(int i = 0; i < n; ++i){
            for(int j = 0; j < n; ++j){
                for(int k = 0; k < n; ++k){
                    int tmp = (LL)mat[i][k]*b.mat[k][j]%mod;
                    ret.mat[i][j]=(ret.mat[i][j]+tmp)%mod;
                }
            }
        }
        return ret;
    }
};
struct Trie{
    int next[N][M],fail[N];
    bool end[N];
    int root,L;
    int getIndex(char ch){
        switch(ch){
        case 'A':
            return 0;
        case 'C':
            return 1;
        case 'G':
            return 2;
        case 'T':
            return 3;
        }
    }
    int newNode(){
        for(int i = 0; i < M; ++i){
            next[L][i] = -1;
        }
        end[L++] = false;
        return L-1;
    }
    void init(){
        L = 0;
        root = newNode();
    }
    void insert(char buf[]){
        int now = root;
        for(int i = 0 ; buf[i]; ++i){
            int x = getIndex(buf[i]);
            if(next[now][x] == -1){
                next[now][x] = newNode();
            }
            now = next[now][x];
        }
        end[now] = true;
    }
    void build(){
        queue<int>Q;
        for(int i = 0; i < M; ++i){
            if(next[root][i] == -1){
                next[root][i] = root;
            }
            else{
                fail[next[root][i]] = root;
                Q.push(next[root][i]);
            }
        }
        while(!Q.empty()){
            int now = Q.front();
            Q.pop();
            if(end[fail[now]] == true)
                end[now] = true;
            for(int i = 0; i < M; ++i){
                if(next[now][i] == -1){
                    next[now][i] = next[fail[now]][i];
                }
                else{
                    fail[next[now][i]] = next[fail[now]][i];
                    Q.push(next[now][i]);
                }
            }
        }
    }
    //计算的是选择0个、1个、、、n个的总数目
//    Matrix getMatrix(){
//        Matrix res = Matrix(1+L);
//        for(int i = 0; i < L; ++i){
//            for(int j = 0; j < M; ++j)
//                if(end[next[i][j]] == false)
//                    res.mat[i][next[i][j]]++;
//        }
//        for(int i = 0; i < L+1; ++i){
//            res.mat[i][L] = 1;
//        }
//        return res;
//    }
    //计算选择n个的数目
    Matrix getMatrix(){  
        Matrix res = Matrix(L);  
        for(int i = 0; i < L; ++i){  
            for(int j = 0; j < M; ++j)  
                if(end[next[i][j]] == false)  
                    res.mat[i][next[i][j]]++;  
        }  
        return res;  
    }  
};
Trie ac;
char buf[20];
Matrix pow_Matrix(Matrix a,int n){
    Matrix ret = Matrix(a.n);
    for(int i = 0; i < ret.n; ++i)
        ret.mat[i][i] = 1;
    while(n){
        if(n&1){
            ret = ret*a;
        }
        a = a*a;
        n >>= 1;
    }
    return ret;
}
int main()
{
    int n,m;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)){
        ac.init();
        for(int i = 0; i < n; ++i){
            scanf("%s",buf);
            ac.insert(buf);
        }
        ac.build();
        Matrix a = ac.getMatrix();
        a = pow_Matrix(a,m);
        int ans = 0;
        for(int i = 0; i < a.n; ++i){
            ans =(ans+a.mat[0][i])%mod;
        }
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值