<think>题目要求:对于每个查询字符串s,统计给定的n个字符串t中,有多少个满足s+t是回文串。
注意:s+t表示将s接在t的前面,即拼接后字符串为s[0]s[1]...s[len(s)-1]t[0]t[1]...t[len(t)-1]
设拼接后的字符串为str,则str是回文串的条件是:对于任意i,有str[i] = str[len(str)-1-i]。
将str分成两部分:s和t。设|s|=L1,|t|=L2,则总长度为L1+L2。
回文条件可以拆分为:
1. 对于s的前一部分(长度为min(L1, L2))和t的后一部分(同样长度)必须对称相等。
2. 然后中间剩余的部分(即较长的那一部分多出来的部分)必须是回文的。
具体地,考虑两种情况:
(1) L1 >= L2:此时,s的前L2个字符必须等于t的倒序,并且s剩余的部分(即s[L2:L1])必须是回文的。
即:s[0:L2] == reverse(t) 且 s[L2:L1]是回文串。
(2) L1 < L2:此时,t的后L1个字符必须等于s的倒序,并且t的前L2-L1个字符(即t[0:L2-L1])必须是回文的。
即:t[L2-L1:L2] == reverse(s) 且 t[0:L2-L1]是回文串。
因此,对于每个t,我们可能需要存储其长度,以及其反转字符串(reverse(t))等。
但是,题目中n和q都很大(20万),并且所有字符串总长度不超过20万,所以我们需要设计高效算法。
思路:使用字典树(Trie)或哈希表来存储t的信息,然后对于每个查询s,我们枚举可能的t的长度?但枚举长度显然不可行(因为长度范围可能很大)。
另一种思路:将每个t存储到哈希表中,并记录每个t出现的次数(因为可能有相同的字符串)。然后,我们考虑将条件转化为:
条件1(当|s|>=|t|时):
令L1=|s|, L2=|t|,则要求:
s[0:L2] == reverse(t) 且 s[L2:L1]是回文串。
条件2(当|s|<|t|时):
t的后|s|个字符(即t[L2-|s|:L2])等于reverse(s),且t[0:L2-|s|]是回文串。
因此,对于每个查询s,我们需要统计:
(1) 对于所有长度L2<=|s|的t,满足:s[0:L2] == reverse(t) 且 s[L2:]是回文串。
(2) 对于所有长度L2>|s|的t,满足:t的后|s|个字符等于reverse(s) 且 t[0:L2-|s|]是回文串。
但是,我们不能枚举所有t,因为n很大。
因此,我们需要预先处理所有t,将它们按照长度分组,并构建字典树(或者哈希表)来存储reverse(t)(即t的反转字符串),同时还要记录每个t的长度。
具体方案:
首先,将所有的t存储,并记录每种t出现的次数(因为可能有重复的字符串,所以用map或者数组计数)。
然后,我们构建两棵字典树(或者使用哈希表):
第一棵:存储所有t的反转字符串(即reverse(t)),并同时记录该字符串的长度(其实在树中路径自然包含了长度,但我们需要知道每个节点对应的是哪些完整的字符串,以及每个节点对应的长度信息?)
但是,这里我们更关心的是:对于条件1,我们需要快速查询:给定一个字符串s,对于每个长度L2(L2<=|s|),我们想知道reverse(t)等于s[0:L2]的t的数量,同时还要满足s[L2:]是回文串。注意,这里s[L2:]是回文串这个条件与t无关,只与s和L2有关。
所以,对于条件1,我们可以枚举L2(从0到|s|),然后判断s[L2:]是否是回文串,如果是,则去查询以s[0:L2]为键的t的数量(注意,这里的键是reverse(t)的值,即t的反转字符串等于s[0:L2])。
然而,枚举L2(即枚举长度)需要O(|s|)的时间,而|s|的总长度不超过20万,但是q最大20万,那么总枚举长度可能达到20万*20万?显然不行。
因此,我们需要避免枚举L2。
重新思考:我们能否预先将所有的t按照长度分组,然后对于每个查询s,我们只考虑长度不超过|s|的t,并且要求reverse(t)等于s的某个前缀,且该前缀的长度为|t|(即L2),同时s的剩余部分(从L2到末尾)是回文串。
我们可以构建一棵字典树,树中插入所有t的反转字符串(即reverse(t)),并在每个单词的结尾节点记录该单词出现的次数(注意,同一个t可能出现多次,所以是计数)。
然后,对于每个查询s,我们沿着字典树匹配,在匹配过程中,当我们匹配到第i个字符(即当前匹配的前缀长度为i)时,我们检查s[i:]是否是回文串?如果是,那么我们就将当前节点记录的以该节点为结尾的单词(长度为i)的数量加入到答案中。
注意:这里匹配的长度i就是t的长度(因为reverse(t)匹配了s的前i个字符,那么t的长度就是i)。同时,要求s[i:]是回文串。
这样,我们只需要在字典树上走一次,并在每个节点检查剩余部分是否回文。检查回文串可以用字符串哈希或者manacher预处理,但是这里我们是在匹配过程中动态检查,而且每个节点都要检查,那么总检查次数可能是O(总长度)的,而总长度不超过20万,但是q有20万,那么总检查次数可能会达到20万*20万?因为每个查询s,我们最多检查|s|次(每个节点一次),而|s|的总长度不超过20万,但是q个查询的s总长度可能达到20万(题目说所有字符串的总长度不超过20万,包括n个t和q个s?注意题目描述:所有字符串的长度之和不超过20万。所以整个输入的总长度不超过20万,即n个t的总长度加上q个s的总长度不超过20万。因此,q个s的总长度不超过20万,n个t的总长度也不超过20万。所以,我们可以对每个查询s,在字典树上走|s|步,并且每一步检查剩余部分是否回文,检查回文用O(1)的哈希,那么总复杂度是O(总长度),也就是20万。
因此,对于条件1,我们可以这样做:
预处理:构建字典树,存储所有t的反转字符串(即reverse(t)),并在每个单词的末尾节点记录该单词出现的次数(注意,同一个字符串可能重复出现,所以是计数)。
同时,为了快速检查一个子串是否是回文串,我们可以预处理每个s的哈希(但是注意,每个查询s是独立的,我们可以在处理每个查询s时,先计算s的哈希,然后就可以O(1)检查任意子串是否回文)。但是,由于我们每个查询s只需要检查其从某个位置开始的后缀是否是回文,我们可以预处理s的正向哈希和反向哈希(或者一个哈希数组)。
然而,我们是在字典树匹配过程中检查剩余部分(即s[i:])是否回文,所以我们需要在匹配前就计算好s的正向和反向哈希值,这样在匹配过程中就可以O(1)判断。
具体步骤:
对于每个查询s:
计算s的正向哈希数组和反向哈希数组(或者两个哈希数组,用于快速计算任意子串的哈希值,以及其反转的哈希值,然后比较是否相等)。
然后,将s作为查询串,在字典树(存储了所有reverse(t))中进行匹配。
在匹配过程中,对于每个位置i(0<=i<=len(s)),当我们在字典树中走到节点p,并且i在[0,len(s)]范围内,我们检查s[i:]是否回文(使用哈希O(1)判断),如果回文,那么我们就将当前节点p所代表的单词数量(即长度为i的t的数量)加入答案。注意,这里节点p不一定是单词结尾节点,所以我们需要在字典树节点中存储一个计数,表示以该节点为结尾的单词的数量。
注意:匹配过程中,我们每走一步(即匹配一个字符),就检查当前剩余部分(从当前位置到末尾)是否回文。因此,在匹配到第i个字符时(即匹配了前i个字符),我们检查s[i:]是否回文。
但是,这里有一个问题:字典树中存储的是reverse(t),而我们在匹配s的前缀,所以匹配的前i个字符就是reverse(t)(如果t的长度为i)。所以,当t的长度为i时,我们要求s的前i个字符等于reverse(t),即t等于reverse(s[0:i])。同时,要求s[i:]是回文串。
这正是条件1。
接下来,我们还要考虑条件2:对于长度L2>|s|的t,满足:t的后|s|个字符等于reverse(s) 且 t[0:L2-|s|]是回文串。
如何处理条件2?
条件2要求:t[L2-|s|:L2] = reverse(s) 且 t[0:L2-|s|]是回文串。
我们可以将t拆成两部分:前缀A = t[0:L2-|s|] 和后缀B = t[L2-|s|:L2] = reverse(s)。
所以,t = A + reverse(s),其中A是一个回文串。
那么,对于每个t,我们可以将其后缀reverse(s)去掉,剩下的部分必须是回文串。但是,查询s是变化的,所以我们需要对每个查询s,要求t的后缀是reverse(s),而前缀是任意回文串。
因此,我们可以考虑:预先将所有的t按照后缀分组?即对于每个t,我们将其所有后缀(即从某个位置开始到末尾的子串)作为键?但是这样空间太大。
另一种思路:构建另一棵字典树,这次存储的是t本身(而不是反转),并且我们按照t的后缀来构建(即后缀树?)或者使用AC自动机的思想?但是题目总长度只有20万,我们可以考虑将t反转后插入一棵字典树,然后利用这棵字典树来处理条件2?
重新整理条件2:t = A + B,其中B=reverse(s),且A是回文串。所以,t的后缀B=reverse(s)是固定的,而A是回文串。
那么,对于每个查询s,我们要求t以reverse(s)为后缀,且t除去该后缀后的前缀是回文串。
因此,我们可以将所有的t反转,然后插入字典树(这样原来t的后缀就变成了反转后的前缀),然后在这棵字典树中,我们查询s的反转(即reverse(s))作为键,在匹配过程中,当匹配完整个reverse(s)后,我们还需要知道从该节点开始,剩下的部分(即t除去后缀reverse(s)后的部分,注意这里t已经被反转,所以剩下的部分实际上是原t的前缀A的反转)是一个回文串?但是这里注意:原t的前缀A是回文串,那么A的反转等于A吗?不一定,因为回文串反转后等于自身,所以A反转后还是A。因此,在反转t的字典树中,匹配完reverse(s)后,剩下的部分(即从该节点往下的路径)应该是一个回文串。
但是,我们不可能在字典树中存储每个节点往下的所有路径是否是回文串,而且每个节点往下可能有多个分支。
因此,我们换一种方式:预先将每个t拆分成两部分:设t的长度为L2,对于每个可能的后缀长度k(k从1到L2),我们将t[0:L2-k](即前缀A)取出来,然后要求A是回文串,然后以t[L2-k:L2](即后缀B)作为键存储。这样,对于查询s,我们只需要查询键为reverse(s)的项,并且要求这些项的前缀A是回文串。但是,k就是|s|,所以对于每个t,我们只考虑k=|s|的情况?但是s的长度是变化的,我们不可能为每个可能的k都存储。
所以,我们可以将所有的t按照后缀的长度(即k)进行分组?但是k是变化的,而且查询s的长度也是变化的。
更好的做法:将每个t的所有后缀信息存储在一个哈希表中。具体地,对于每个t,我们枚举其所有后缀(即从每个位置i开始到末尾),然后以该后缀为键,存储该后缀对应的前缀(即t[0:i])是否为回文串?但是,枚举所有后缀,总复杂度是O(len(t)^2),总长度20万,但单个字符串可能很长,最坏情况所有字符串都是同一个字符,那么一个字符串长度20万,枚举后缀就是O(n^2),不可接受。
因此,我们需要一个更高效的方法。
参考条件1的处理,条件2也可以利用字典树,但是这次我们构建的是反转t的字典树(即存储reverse(t)的字典树,注意和条件1的树是同一棵?)不行,条件1的树已经存储了reverse(t),但条件2需要的是t的后缀等于reverse(s),即reverse(t)的前缀等于s?不对。
条件2:t的后缀B=reverse(s),即t的最后|s|个字符等于reverse(s)。那么,reverse(t)的前|s|个字符等于s(因为t的后缀B反转后变成reverse(B)=s,而B在t的尾部,反转后位于reverse(t)的头部)。同时,t的前缀A是回文串,而A在t中位于B之前,所以A在reverse(t)中位于B之后,即reverse(t)的后面部分(从|s|到末尾)是A的反转,而A是回文串,所以A反转后还是A。因此,条件2等价于:reverse(t)的前|s|个字符等于s,且reverse(t)的剩余部分(从|s|到末尾)是回文串。
注意:条件1:当|s|>=|t|时,reverse(t)等于s的前|t|个字符,且s的剩余部分是回文串。
条件2:当|s|<|t|时,reverse(t)的前|s|个字符等于s,且reverse(t)的剩余部分是回文串。
所以,两种情况可以统一为:对于每个t,设其反转字符串为rt=reverse(t)。那么,对于查询s,满足:
如果|s|>=|t|,则要求rt等于s的前|t|个字符,且s[|t|:]是回文串。
如果|s|<|t|,则要求s等于rt的前|s|个字符,且rt[|s|:]是回文串。
因此,我们可以将所有的rt(即reverse(t))插入一棵字典树,并在每个节点记录:以该节点结尾的字符串(即rt)的长度(因为rt的长度就是原t的长度)?但是,我们需要在匹配过程中,根据当前匹配的长度(设为i)和t的长度(设为L)来区分两种情况:
情况1:当L<=|s|时,此时匹配的长度为L(即整个rt都匹配上了),我们要求s[L:]是回文串。
情况2:当L>|s|时,此时匹配的长度为|s|(即只匹配了rt的前|s|个字符),我们要求rt[|s|:]是回文串。
但是,在字典树匹配过程中,我们只能匹配到s的前缀(因为s的长度是|s|,所以最多匹配|s|个字符)。因此,对于情况1,如果t的长度L<=|s|,那么我们在匹配到第L个字符时(即匹配了整个rt),此时我们检查s[L:]是否回文;对于情况2,如果t的长度L>|s|,那么我们在匹配完整个s(即|s|个字符)后,需要检查rt[|s|:]是否回文,但是此时我们只匹配了rt的前|s|个字符,还没有匹配整个rt,所以我们在字典树中并不知道rt[|s|:]是什么(因为字典树只存储了rt,但匹配到当前节点,我们不知道剩余部分)。
因此,我们需要在字典树中存储每个t的完整信息?这不可能。
我们可以这样:在字典树中,对于每个节点,我们存储经过该节点的所有t的完整信息(即rt的完整字符串)?这样空间太大。
所以,我们需要将条件2单独处理。
重新考虑:我们可以将条件2转化为:在字典树中,当匹配到s的末尾时(即匹配了|s|个字符),我们检查所有以当前节点为前缀的rt(即reverse(t))中,那些rt的长度大于|s|,并且rt[|s|:]是回文串的t的数量。
因此,我们可以在字典树每个节点上挂一个列表,存储所有经过该节点的rt的剩余部分(即从该节点开始的后缀)?但是,一个节点可能有多个字符串经过,而且剩余部分各不相同。
但是,注意:在字典树中,从当前节点到叶子节点的路径就是rt的剩余部分。但是,同一个节点下可能有多条分支,我们需要知道每条路径(即每个字符串)的剩余部分是否是回文串。而且,我们需要在插入时就将每个字符串的剩余部分(从该节点开始)是否是回文串存储?但是,剩余部分在插入时是确定的,所以我们可以预先计算每个rt的所有后缀是否是回文串?这样,对于每个rt,我们可以将其拆分成前缀(已经匹配)和后缀(剩余部分),然后存储在该节点:以该节点为键,存储(长度,后缀是否为回文)的信息?但是,每个节点需要存储很多信息。
因此,我们可以这样做:在字典树每个节点上维护一个映射(或者一个数组),记录以该节点为前缀的所有rt字符串的剩余部分(即从该节点开始的后缀)是否是回文串。但是,剩余部分是否回文需要整个后缀,而我们在插入时就可以计算,所以可以在插入时,对于每个rt,在它经过的每个节点,记录:如果从当前节点位置开始的后缀是回文串,那么就在该节点记录这个rt(或者计数)?但是,同一个字符串在多个节点都记录,空间太大。
另一种思路:对于条件2,我们构建另一棵字典树,存储所有的t(注意,不是反转),然后按照类似条件1的方式处理?但是条件1我们处理的是s的前缀匹配reverse(t),而条件2需要的是t的后缀匹配reverse(s)。
实际上,条件2可以转化为:将s反转,然后看t是否以reverse(s)为后缀,并且t除去该后缀后的前缀是回文串。所以,我们可以将所有的t插入一棵字典树(存储原字符串),然后对每个查询,将s反转得到rs,然后在该字典树中匹配rs(注意,后缀匹配可以先将t反转然后变成前缀匹配?但是这里我们存储的是原t,所以匹配后缀需要从后往前匹配,字典树是前缀匹配,所以不行)。
因此,我们可以构建一棵后缀树?或者将所有的t反转后存储,然后匹配反转后的s(即原s)?这样就和条件1的树一样了。但是,条件2要求的是t的后缀等于reverse(s),即反转t(得到rt)的前缀等于s。所以,我们可以在同一棵存储reverse(t)的字典树中处理条件2:因为条件2要求rt的前|s|个字符等于s,所以匹配到s的末尾(即匹配了|s|个字符),然后要求rt的剩余部分是回文串。
因此,我们在字典树中插入所有的rt(即reverse(t)),然后在每个节点,我们存储两个信息:
cnt1: 表示以该节点为结尾的字符串(即完整的rt)的数量(用于条件1:匹配了整个rt,即|s|>=|t|的情况)。
cnt2: 一个映射(或者一个数组),记录从该节点开始的后缀(即rt的剩余部分)是回文串的字符串的数量。但是,由于一个节点下可能有多个字符串,而且剩余部分不同,我们需要按长度?不,我们不需要按长度,因为条件2中,匹配的长度就是|s|,所以剩余部分就是rt[|s|:],而rt的长度就是原t的长度L,所以剩余部分长度是L-|s|。我们在插入时,对于每个字符串rt,在它经过的每个节点,我们记录:如果从这个节点开始的后缀是回文串,那么就将该字符串的计数加到该节点的一个计数器上(注意,同一个字符串在多个节点都会出现,所以每个节点记录的是:以该节点为起点的后缀是回文串的字符串的数量)。
但是,在插入时,对于每个字符串rt,我们沿着字典树插入,对于每个节点(对应rt的一个前缀),我们判断剩余部分(即当前节点到末尾的部分)是否是回文串,如果是,则在该节点的cnt2上加上该字符串的计数(注意,每个t是独立的,计数为1,但可能有重复的t,所以用总的出现次数)。
然后,对于每个查询s:
我们在字典树中匹配s,在匹配过程中:
对于每个位置i(0<=i<=len(s)),如果i小于等于len(s)且匹配成功,则:
如果i等于某个rt的长度(即当前节点是某个rt的结尾),那么说明匹配了一个完整的rt(即条件1),此时我们检查s[i:]是否回文,如果是,则答案加上该节点的cnt1(即这个完整rt的计数)。
注意:这里我们可以在插入时,在结尾节点存储cnt1(即该字符串出现的次数),然后在匹配过程中,每到一个节点,如果该节点cnt1>0,并且当前匹配位置i<=len(s)且s[i:]是回文,则加上cnt1。但是,这里有一个问题:同一个t,其rt在字典树中是一个完整的字符串,所以只有走到结尾节点时,才代表匹配了整个rt。
另外,对于条件2,当我们匹配完整个s(即匹配了|s|个字符,此时可能还没匹配完当前路径,因为rt的长度可能大于|s|),那么我们在当前节点,将cnt2的值加入答案。因为cnt2表示:从当前节点开始的后缀是回文串的字符串的数量,这些字符串就是满足条件2的t(即rt的前|s|个字符等于s,且剩余部分是回文串)。
因此,在匹配s结束时(即匹配了|s|个字符),我们到达节点p,那么答案加上p->cnt2。
但是,这里有一个问题:在条件1中,我们是在匹配过程中,每匹配到一个结尾节点,就检查剩余部分是否回文,然后加入。而在条件2中,我们只在匹配完整个s后,在结束节点p加上cnt2。注意,条件1和条件2是互斥的(因为条件1要求|s|>=|t|,条件2要求|s|<|t|),所以不会重复计数。
因此,算法如下:
预处理:
构建字典树,节点结构:
struct Node {
Node* child[26];
int cnt1; // 以该节点为结尾的字符串(完整的rt)的数量(即条件1中匹配整个rt)
int cnt2; // 从该节点开始的后缀是回文串的字符串的数量(用于条件2)
};
插入一个字符串rt(即reverse(t))时:
从根节点开始,对于rt的每个字符c(顺序遍历):
如果当前节点没有c的孩子,创建。
然后,在沿着路径走的过程中,对于每个节点,在当前位置,判断剩余部分(即rt中从当前位置+1到末尾的子串)是否是回文串?如果是,则在该节点的cnt2上加上该字符串的计数(注意,这里每个t的计数为1,但可能有重复,所以用总出现次数?但是,我们插入的是每个t,每个t出现多次,我们插入多次?还是计数?)
但是,注意:一个字符串rt在插入过程中,会经过多个节点,每个节点对应一个前缀。对于节点p(对应rt的前缀[0:i]),剩余部分就是rt[i:len(rt)]。我们需要判断rt[i:]是否是回文串。如果是,那么在该节点的cnt2上加1(表示有一个字符串,从该节点开始的后缀是回文串)。
最后,在结尾节点,将cnt1加1(表示一个完整的rt字符串)。
但是,这里有一个问题:同一个字符串rt,在插入过程中,每个节点都要判断剩余部分是否回文,而且判断的剩余部分不同。我们可以预先计算rt的所有后缀是否回文?在插入过程中,我们不知道剩余部分,所以可以在插入前先计算好rt的所有后缀是否回文,然后插入时,在每一个节点,根据当前位置i,判断后缀rt[i:]是否回文。
具体:在插入字符串rt前,我们先计算rt的所有后缀是否回文,即计算一个数组isPal[i]表示rt[i:]是否是回文串(i从0开始)。然后,在插入到第i个字符时(即已经匹配了i个字符,当前节点对应rt[0:i]),将isPal[i]的值判断,如果为真,则在该节点的cnt2上加上该字符串的计数(注意,这里每个字符串只计数一次,但插入时每个t独立插入,所以如果同一个t出现多次,我们插入多次,每次计数1)。
但是,同一个t出现多次,那么rt相同,所以每个节点上cnt2会加多次(每次插入都加)。所以,我们在插入一个t时,计数为c(即该t出现了c次),那么我们在每个节点上cnt2加c(如果该节点的剩余部分是回文串)。
因此,我们需要知道每个t出现的次数。所以,我们先用一个map统计每个t出现的次数,然后对于每个不同的rt(即不同的t),我们插入一次,并在字典树中加上次数。
但是,注意:不同的t可能有相同的rt(即t1和t2不同,但reverse(t1)=reverse(t2)),那么它们对应的rt相同,所以插入时在同一个路径上,所以我们可以合并:即对于相同的rt,我们只插入一次,计数为c(出现次数)。
所以,步骤:
map<string, int> countMap; // 统计每个t出现的次数
然后,对于每个不同的t(即不同的字符串),计算其rt=reverse(t),然后计算rt的所有后缀是否回文(即计算数组isPal,长度len(rt)+1,其中isPal[i]表示rt[i:]是回文串,i从0到len(rt))。
然后,将rt插入字典树,插入时,在路径上的每个节点i(即已经匹配了i个字符,当前节点对应rt[0:i]),如果isPal[i]为真,则当前节点的cnt2加上countMap[t](即该t出现的次数)。
最后,在结尾节点,cnt1加上countMap[t]。
这样,字典树就构建好了。
查询时,对于每个查询s:
初始化答案ans=0。
从根节点开始,匹配s的每个字符:
如果遇到空节点,则停止,然后直接跳到结束(但此时可能已经匹配了一部分,所以条件1可能已经统计了一部分?)
在匹配过程中,设当前匹配到第i个字符(0<=i<len(s)),当前节点为p:
如果p->cnt1>0,说明存在一个rt(即一个t)长度等于i(因为匹配了i个字符,并且该节点是结尾节点,所以rt的长度为i),那么检查s[i:](即剩余部分)是否回文?如果是,则ans += p->cnt1。
然后,继续匹配下一个字符。
当匹配完整个s(即匹配了i=len(s)个字符),此时当前节点为p,那么:
ans += p->cnt2; // 这里cnt2表示所有以s为前缀的rt,且剩余部分是回文串的字符串的数量(即条件2)
但是,注意:在匹配过程中,我们只检查了条件1中t的长度等于i(即匹配了整个rt)的情况,但是条件1中t的长度i<=|s|,所以我们在匹配过程中检查了所有i<=|s|的结尾节点(即完整匹配了某个rt)。
而条件2在匹配结束节点p上加上cnt2,即所有满足条件2的t的数量。
因此,输出ans。
但是,这里有一个问题:在匹配过程中,当我们匹配到第i个字符时,我们只检查了当前节点p的cnt1(即完整匹配且长度为i的rt),但是,在匹配路径上,可能之前经过的节点也有cnt1>0,但我们在经过时已经检查了。因为我们是边匹配边检查,每到一个节点,如果该节点是某个rt的结尾(即cnt1>0),就检查剩余部分是否回文。
另外,在匹配过程中,我们可能提前结束(比如匹配到某个字符没有孩子),那么就不会再往下匹配,所以不会漏掉条件1的统计(因为条件1要求匹配整个rt,如果匹配失败,那么rt不可能被完整匹配)。而条件2要求匹配整个s(即匹配|s|个字符),所以如果匹配s的过程中失败,那么条件2也不会满足(因为要求rt的前|s|个字符等于s,如果匹配失败,说明rt的前|s|个字符不等于s),所以此时ans只包含条件1中匹配的部分。
因此,查询过程:
p = root
ans = 0
for i in range(len(s)):
c = s[i]
if p->child[c] is null: break
p = p->child[c]
// 检查当前节点p:如果p->cnt1>0,说明有一个rt的长度为i+1(因为已经匹配了i+1个字符)? 注意:我们匹配了i+1个字符,所以当前节点p对应第i+1个字符。
if p->cnt1 > 0 and is_palindrome(s, i+1, len(s)-1):
ans += p->cnt1
// 如果匹配完了整个s(即没有break,且i=len(s)),那么当前节点p就是匹配结束节点
if i==len(s): // 实际上,循环结束后,i的值为len(s)-1,然后我们还要判断最后一步是否匹配成功?实际上,循环内部已经匹配了所有字符,所以最后p指向匹配s结束的节点。
ans += p->cnt2
// 但是,在匹配过程中,我们只检查了条件1中长度为i+1(即匹配了i+1个字符)的rt,那么长度为0的rt(即空字符串)呢?题目中字符串非空,所以不会有长度为0的。
但是,这里有一个细节:在匹配第0个字符时(即第一个字符),我们匹配后到达节点p1,然后检查p1的cnt1,如果p1的cnt1>0,说明有一个rt长度为1,然后检查s[1:]是否回文。所以,我们需要在循环中每匹配一个字符就检查。
另外,在判断子串s[i:]是否回文时,我们可以用字符串哈希(预处理s的正向哈希和反向哈希)来O(1)判断。所以,在查询前,我们计算s的正向哈希和反向哈希。
但是,注意:在条件1中,我们检查的是s[i:](i从0到len(s))是否回文,其中i是当前匹配的字符数(即已经匹配了i个字符,当前节点对应第i个字符,所以剩余部分从下标i开始)。所以,在循环中,我们匹配了i+1个字符(因为i从0开始,匹配第一个字符后i=0,此时匹配了1个字符,剩余部分从下标1开始),所以对应的剩余子串是s[i+1:]。但是,在代码中,我们循环变量i是下标,从0到len(s)-1,匹配第i个字符后,剩余部分就是s[i+1:]。
因此,在循环中,当我们匹配了第i个字符(0-indexed,即当前下标为i的字符)后,我们位于节点p(该节点对应rt的前i+1个字符),那么:
如果p->cnt1>0,说明有一个rt的长度为i+1,所以剩余部分应该是s[i+1:len(s)],我们检查这个子串是否回文。
所以,代码中:
for i in range(len(s)):
c = s[i] - 'a'
if p->child[c] is null: break
p = p->child[c]
if p->cnt1 > 0 and i+1 <= len(s)-1:
if is_palindrome(s, i+1, len(s)-1): # 检查s[i+1:] 注意:子串从i+1到末尾
ans += p->cnt1
# 注意:如果i+1==len(s),那么剩余部分为空,空串是回文串,所以也要算。
if p->cnt1 > 0 and i+1 == len(s):
ans += p->cnt1 # 因为剩余部分为空,回文。
// 或者合并:
for i in range(len(s)):
c = s[i] - 'a'
if p->child[c] is null: break
p = p->child[c]
if p->cnt1 > 0:
if i+1==len(s) or is_palindrome(s, i+1, len(s)-1): # 注意:如果i+1==len(s),剩余部分为空,我们认为是回文。
ans += p->cnt1
// 然后,匹配完整个s后:
if i==len(s)-1: # 注意循环结束,i=len(s)-1,所以匹配了所有字符
ans += p->cnt2
但是,这里有一个边界:当匹配完整个s,且当前节点p的cnt1>0,那么我们在循环中已经加了一次cnt1(因为匹配到最后一个字符时,在循环内判断了cnt1>0,并且剩余部分为空,所以加了一次),然后最后又加了cnt2。但是,这个t满足条件1(因为|s|>=|t|,且|t|=len(s),因为匹配了len(s)个字符,所以|t|=len(s))?不对,rt的长度为len(s),所以|t|=len(s),而|s|>=|t|成立(相等),所以它满足条件1。而条件2要求|s|<|t|,所以这个t不会被条件2统计。因此,我们在最后加cnt2时,不会重复计数。
但是,在循环中,我们匹配到最后一个字符时,已经统计了条件1(即cnt1),而最后又加上了cnt2,那么同一个t会被统计两次吗?
注意:在字典树中,一个字符串rt(长度为L)在结尾节点(即第L个节点)的cnt1被设置为该字符串出现的次数。而cnt2是我们在插入过程中,在路径上的每个节点(包括结尾节点)都判断了剩余部分是否回文,如果回文就加cnt2。所以,在结尾节点,cnt2可能也包含这个字符串吗?
回顾插入过程:在插入rt时,在结尾节点(对应整个rt),剩余部分为空,空串是回文串,所以我们在结尾节点的cnt2上也会加上这个字符串的计数。因此,在查询时,如果s的长度等于rt的长度(即匹配了整个rt),那么我们在循环内会加一次cnt1(因为结尾节点cnt1>0),然后在循环结束后,在结尾节点再加一次cnt2(因为p->cnt2包含了这个字符串)。这样,同一个t就被统计了两次。
所以,我们需要避免重复。如何避免?
实际上,条件1和条件2是互斥的:条件1要求|s|>=|t|,条件2要求|s|<|t|。所以,当|s|=|t|时,只满足条件1,不满足条件2。因此,在条件2的cnt2中,不应该包含那些长度等于|s|的字符串?但是,我们在插入时,对于每个节点,只要剩余部分是回文串,我们就加到cnt2,而结尾节点的剩余部分为空(回文),所以也被加到了cnt2。
所以,在条件2中,我们只考虑长度大于|s|的字符串。因此,在插入时,对于结尾节点,我们虽然加了cnt2(因为剩余部分为空,回文),但是,在查询时,当我们匹配整个s(即|s|个字符)时,在结尾节点,cnt2包含了所有经过该节点的字符串(包括长度等于|s|的,也包括大于|s|的)中,剩余部分(从该节点开始)是回文串的字符串的数量。但是,条件2要求长度大于|s|,所以长度等于|s|的不应该算。
因此,我们需要将cnt2按长度区分?或者,我们在插入时,对于每个字符串rt,在结尾节点不加cnt2?因为结尾节点的剩余部分为空,但条件2要求长度大于|s|,所以剩余部分为空的情况只发生在长度等于|s|时,而条件2要求大于,所以不应该加。
但是,我们在插入时,在结尾节点(即第L个字符的节点)的剩余部分为空,所以我们在该节点加了cnt2(加1)。但是,这个字符串rt的长度为L,那么当查询s的长度为L时,我们在该节点会加上这个字符串的cnt2(因为匹配了L个字符,然后加上p->cnt2),而实际上这个字符串应该只被条件1统计。
所以,为了避免重复,我们在插入时,不在结尾节点加cnt2?因为结尾节点的剩余部分为空,而空串是回文,但条件2要求的是长度大于当前匹配前缀(即|s|)的字符串,而结尾节点的字符串长度等于|s|(在匹配整个s时),所以不应该算。因此,我们在插入时,对于每个rt,在插入到结尾节点时(即最后一个字符的节点),我们不加cnt2?因为剩余部分为空,但是条件2要求的是大于,所以这个字符串在条件2中不会被使用(因为条件2要求长度大于|s|,所以当|s|>=|t|时,条件2不成立)。所以,实际上,对于结尾节点,我们加不加cnt2,在条件2中都不会被统计?因为条件2要求长度大于|s|,而结尾节点对应的字符串长度等于当前匹配的前缀长度(即|s|)?不对,在查询时,当匹配s结束,如果s的长度等于rt的长度,那么我们在结尾节点,此时剩余部分为空,但是条件2要求的是长度大于|s|的字符串,所以这个字符串不会被条件2统计?因为条件2要求长度大于|s|,而该字符串长度等于|s|,所以不符合。
但是,我们在插入时,在结尾节点(即第L个节点)加cnt2,表示这个字符串的剩余部分(空串)是回文串。然后,在查询时,如果s的长度等于L,那么我们在结尾节点加上cnt2,就会包含这个字符串。但是,这个字符串应该只被条件1统计(因为|s|=L>=L,满足条件1),而条件2不应该统计。所以,我们重复统计了。
因此,我们需要修改:在插入时,对于每个rt,在结尾节点不加cnt2。因为,结尾节点的剩余部分为空,而条件2要求的是大于匹配前缀长度的字符串,所以这个字符串在条件2中永远不会被使用(因为条件2要求长度大于匹配的前缀长度,而结尾节点对应的字符串长度等于匹配的前缀长度)。所以,我们在插入时,只考虑非结尾节点?不对,非结尾节点也可能对应剩余部分为空吗?不可能,因为非结尾节点的剩余部分至少还有一个字符(因为还没到结尾)。
所以,我们可以在插入时,对于每个rt,在路径上的每个节点(除了结尾节点)判断剩余部分是否回文,然后加cnt2。而在结尾节点,我们只加cnt1,不加cnt2(因为剩余部分为空,而条件2要求长度大于匹配长度,所以这个字符串在条件2中不会被使用,所以不用加)。
但是,条件2中,如果匹配长度|s|小于rt的长度,那么剩余部分非空,所以我们在插入时,在非结尾节点(即匹配长度小于rt的长度)已经加了cnt2(如果剩余部分回文)。所以,结尾节点我们不加cnt2。
因此,插入过程修改:在插入rt时,对于每个位置i(0<=i<len(rt)),在节点p(对应rt[0:i])时,判断剩余部分rt[i:]是否回文,如果是,则cnt2 += count。注意,这里i<len(rt),所以剩余部分非空?不一定,当i=len(rt)时,剩余部分为空,但我们不处理(因为循环i只到len(rt)-1)。所以,在结尾节点(即i=len(rt))我们只加cnt1,不加cnt2。
具体:在插入循环中,i从0到len(rt)-1,在进入下一个节点前,判断剩余部分rt[i:]是否回文?注意,这里rt[i:]包括当前字符rt[i]和后面的字符。所以,在节点p(对应rt[0:i])时,我们判断rt[i:]是否回文,如果是,则p->cnt2 += count。然后,再进入下一个节点(对应rt[0:i+1])。
但是,在节点p(对应rt[0:i])时,剩余部分为rt[i:],而当我们匹配到该节点时,匹配长度是i(即已经匹配了i个字符),那么条件2要求剩余部分(rt[i:])是回文串。所以,在插入时,我们在节点p(对应rt[0:i])判断rt[i:]是否回文,如果是,则加上。
然后,在结尾节点(即rt[0:len(rt)]),我们只加cnt1。
这样,在查询时,匹配到节点p(对应匹配长度i),如果p->cnt1>0,则加上(条件1),然后匹配完整个s(匹配长度|s|)后,在节点p加上p->cnt2(条件2),此时cnt2中不包含长度等于|s|的字符串(因为插入时,在结尾节点没有加cnt2),所以不会重复。
但是,在插入时,对于结尾节点(即整个rt),我们并没有判断剩余部分(空串)是否回文并加到cnt2,所以不会在条件2中统计。而条件1中,我们通过cnt1统计了。
因此,插入代码:
void insert(string rt, int count) {
Node* p = root;
// 预处理rt的后缀回文数组:pal[i]表示rt[i:]是回文串
vector<bool> pal = precomputePal(rt); // pal[i] for i in [0, len(rt)]
for (int i=0; i<rt.size(); i++) {
int c = rt[i] - 'a';
if (p->child[c] == nullptr) {
p->child[c] = new Node();
}
p = p->child[c];
// 判断剩余部分rt[i:]是否回文?用pal[i]判断
if (pal[i]) { // 注意:这里pal[i]表示rt[i:]是回文串
p->cnt2 += count; // 注意:此时p已经指向新节点,即对应rt[0..i]
}
}
p->cnt1 += count;
}
注意:在循环中,当i=0时,剩余部分就是整个rt,如果整个rt是回文,那么节点p(对应第一个字符)的cnt2会加上count。然后,当匹配到整个rt时,结尾节点的cnt1加上count。
在查询时,我们匹配s,在匹配过程中,对于每个节点(对应匹配长度i,即已经匹配了i个字符,i从1到|s|),如果该节点cnt1>0,且s的剩余部分(从i到末尾)是回文,则加上cnt1。然后,匹配完整个s,加上当前节点的cnt2。
这样,对于同一个t,如果rt是回文串,那么:
条件1:当s为空字符串时,匹配长度0,但题目非空,所以不考虑。当s的长度等于rt的长度时,匹配整个rt,在结尾节点,我们会检查s的剩余部分(空)是回文,所以加上cnt1。
条件2:当s的长度小于rt的长度时,匹配到s的末尾,在节点p(对应匹配长度|s|)加上cnt2,而cnt2中在插入时已经加了这个字符串(因为rt[|s|:]是回文串?不一定,如果整个rt是回文,那么rt[|s|:]不一定是回文)。所以,这里我们只关心插入时在节点p(对应rt[0:|s|])时,判断的rt[|s|:]是回文串,所以加了cnt2。
因此,不会重复。
但是,在插入时,我们在每个节点p(对应rt[0:i])判断的是rt[i:]是否回文,而在查询条件2时,匹配长度i=|s|,我们加上p->cnt2,而p->cnt2包含了所有满足rt[i:]是回文串的字符串(即t)的数量。
所以,正确。
最后,我们还需要快速判断s的任意子串是否回文,所以对于每个查询s,我们预处理其哈希值(正向和反向),然后O(1)判断子串是否回文。
注意:总字符串长度(n个t和q个s)不超过20万,所以我们可以对每个查询s,预处理其哈希,复杂度O(|s|),总复杂度O(总长度)=20万。
因此,整个算法:
预处理:用一个map统计每个t出现的次数。
构建字典树:对于每个不同的t,计算rt=reverse(t),然后计算rt的所有后缀是否回文(使用哈希预处理,O(len(rt))),然后插入字典树(次数为countMap[t])。
然后,处理每个查询s:
预处理s的正向哈希和反向哈希(用于快速判断子串回文)。
初始化ans=0,p=root。
遍历s的每个字符:
如果当前节点p没有当前字符的孩子,则break。
否则,p移动到孩子节点。
如果p->cnt1>0,则检查s的剩余部分(从当前下标+1到末尾)是否回文(注意:当前下标为i,匹配了i+1个字符,所以剩余部分从i+1开始)。如果回文,则ans+=p->cnt1。
如果成功匹配完整个s,则ans+=p->cnt2。
输出ans。
注意:在匹配过程中,如果提前break,则不会继续匹配,所以不会执行最后一步的cnt2。
另外,在判断s的剩余部分是否回文时,如果剩余部分为空(即i+1==len(s)),则认为是回文。
但是,注意:在循环中,当匹配到第i个字符(0-indexed)后,我们位于节点p,此时匹配长度是i+1,所以剩余部分为s[i+1:]。如果i+1>len(s)-1,即剩余部分为空,则直接判断为回文。
所以,代码中:
if (p->cnt1 > 0) {
if (i+1 == s.size() || isPal(s, i+1, s.size()-1)) {
// isPal(s,l,r)判断s[l..r]是否回文
ans += p->cnt1;
}
}
其中,isPal(s,l,r)使用哈希O(1)判断。
但是,注意:在匹配过程中,有可能在匹配到某个节点时,该节点不是结尾节点(即cnt1=0),所以不需要判断。
最后,注意内存:字典树节点数量最多为所有rt的长度和,而总长度不超过20万,所以节点数最多20万。
另外,哈希方法:使用双哈希避免冲突。
实现细节:
哈希方法:取两个模数,base=131, 13331等。
预计算s的哈希数组:
h[i] = (h[i-1]*base + s[i]) % mod
hr[i] = (hr[i+1]*base + s[i]) % mod // 反向
然后,子串s[l..r]的哈希值:
hash = (h[r] - h[l-1]*pw[r-l+1]) % mod // 注意l=0的情况
反向子串的哈希值(即s[l..r]反转后的哈希值,等于原串从r到l):
rhash = (hr[l] - hr[r+1]*pw[r-l+1]) % mod
然后比较hash和rhash是否相等。
由于总长度20万,我们可以预计算pw数组(幂次)到200000。
但是,每个查询s的长度不同,我们需要为每个s计算哈希数组。而总长度20万,所以可以。
注意:在插入时,对于每个rt,我们也要计算其所有后缀是否回文,这里也需要哈希。所以,我们写一个函数判断一个字符串的任意子串是否回文?但是,在插入时,我们要判断rt[i:]是否回文,所以我们可以用同样的哈希方法,在O(1)时间内判断。
因此,在插入前,对于每个rt,我们预处理其正向和反向哈希,然后就可以O(1)判断任意后缀是否回文。
所以,整个代码结构:
// 定义哈希结构(双哈希)
typedef pair<long long, long long> HashPair;
const long long mod1 = 1e9+7, mod2 = 1e9+9;
const long long base = 131;
struct StringHash {
vector<long long> h1, h2, hr1, hr2, pw1, pw2;
string s;
int n;
void init(string str) {
s = str;
n = s.size();
h1.resize(n+1,0); h2.resize(n+1,0);
hr1.resize(n+2,0); hr2.resize(n+2,0); // 反向,从后往前
pw1.resize(n+1,1); pw2.resize(n+1,1);
for (int i=1; i<=n; i++) {
pw1[i] = pw1[i-1]*base % mod1;
pw2[i] = pw2[i-1]*base % mod2;
}
for (int i=0; i<n; i++) {
h1[i+1] = (h1[i]*base + s[i]) % mod1;
h2[i+1] = (h2[i]*base + s[i]) % mod2;
}
for (int i=n-1; i>=0; i--) {
hr1[i+1] = (hr1[i+2]*base + s[i]) % mod1;
hr2[i+1] = (hr2[i+2]*base + s[i]) % mod2;
}
}
// 获取子串s[l..r]的哈希值(l,r从0开始)
HashPair get(int l, int r) {
long long hash1 = (h1[r+1] - h1[l] * pw1[r-l+1] % mod1 + mod1) % mod1;
long long hash2 = (h2[r+1] - h2[l] * pw2[r-l+1] % mod2 + mod2) % mod2;
return {hash1, hash2};
}
// 获取反向子串(即s[l..r]反转后,相当于原串的s[r]s[r-1]...s[l])的哈希值
// 注意:反向子串的哈希值等于原串从l到r的逆序的哈希值,而我们用hr数组计算的是从后往前的哈希,所以:
// 子串s[l..r]的反向的哈希值,等于我们用hr数组计算:从l到r(正序)的逆序,即等于从r到l(倒序)的哈希值,而hr数组是从后往前,所以:
// 实际上,子串s[l..r]反转后的哈希值,等于我们计算hr数组中的子串[l..r]的哈希值(注意hr数组的定义:hr[i]表示从i到末尾的字符串的逆序哈希?)
// 我们hr数组的定义:hr1[i] = (s[i-1]*base^(0) + s[i-2]*base^(1) + ... )? 不对,我们初始化时:
// for (int i=n-1; i>=0; i--) {
// hr1[i+1] = (hr1[i+2]*base + s[i]) % mod1;
// }
// 所以,hr1[i+1]表示从位置i到末尾(即s[i..n-1])的哈希值(正序)?不对,因为是从后往前算,所以hr1[i+1]表示的是子串s[i..n-1]反转后的哈希值?不对。
// 实际上,我们计算的是:从位置i到末尾的字符串,但是计算顺序是从末尾开始,所以hr1[i+1] = s[i] + s[i+1]*base + s[i+2]*base^2 + ... + s[n-1]*base^(n-1-i)
// 而子串s[l..r]反转后的哈希值应该是:s[r] + s[r-1]*base + ... + s[l]*base^(r-l)
// 而我们用hr数组计算:从l到r的哈希值(用hr数组)应该是:hr1[l+1] - hr1[r+2]*pw1[r-l+1] 吗?
// 注意:hr1[i+1] = s[i]*base^0 + s[i+1]*base^1 + ... + s[n-1]*base^(n-1-i)
// 所以,子串s[l..r]反转后的哈希值应该是:s[l] + s[l+1]*base + ... + s[r]*base^(r-l) 吗?不对,反转后应该是:s[r] + s[r-1]*base + ... + s[l]*base^(r-l)
// 所以,我们需要的是:从r到l(逆序)的哈希值,而hr数组计算的是从l到末尾(正序)的哈希值(但方向是从l到n-1),所以不能直接得到从r到l(逆序)的哈希值。
// 因此,我们重新考虑:我们不需要反向数组,因为子串s[l..r]反转后的哈希值,等于原串从r到l(即子串s[r..l])的哈希值?但是方向是递减的。
// 实际上,我们可以用正向数组计算从r到l的哈希值,但需要倒着乘:即
// hash = s[r] * base^(0) + s[r-1]*base^1 + ... + s[l]*base^(r-l)
// 而我们hr1[i+1] = s[i] + s[i+1]*base + ... + s[n-1]*base^(n-1-i)
// 所以,如果我们要求s[l..r]反转后的哈希值,可以:
// hash1 = (hr1[l+1] - hr1[r+2] * pw1[r-l+1]) % mod1 // 但是,这里hr1[l+1]包含了s[l..n-1],而hr1[r+2]包含了s[r+1..n-1]
// 所以,hash1 = (hr1[l+1] - hr1[r+2] * pw1[r-l+1]) % mod1 表示 s[l] + s[l+1]*base + ... + s[r]*base^(r-l)
// 但是,反转后的哈希值应该是:s[r] + s[r-1]*base + ... + s[l]*base^(r-l) 吗?不对,反转后应该是:s[r] + s[r-1]*base + ... + s[l]*base^(r-l) 这个式子等于我们上面计算的hash1吗?不相等。
// 所以,我们换一种方法:直接比较子串s[l..r]的正向哈希和反向哈希是否相等,即用正向数组计算s[l..r]的哈希值,用反向数组计算s[l..r]的反向哈希值(即原串中从r到l的哈希值),然后比较。
// 我们定义:
// get_normal(l,r) = 子串s[l..r]的正向哈希值(从左到右)
// get_rev(l,r) = 子串s[l..r]的反向哈希值(即该子串反转后的哈希值,等于从右到左的哈希值)
// 而我们有反向数组hr,但是hr数组计算的是从该位置到末尾的字符串的哈希值(从左到右,但字符串是从该位置到末尾)。所以,我们无法直接得到子串s[l..r]的反向哈希值。
// 因此,我们重新设计哈希数组:使用两个数组,一个正向,一个反向(存储整个字符串的反转的哈希?)
// 或者,我们直接计算:反向哈希数组定义为从后往前的正向哈希,即:
// h_rev1[i] = s[i]*base^0 + s[i-1]*base^1 + ... 这样不方便。
// 另一种方法:我们使用一个技巧,将子串s[l..r]反转后的哈希值,等于正向计算子串s[l..r]的哈希值(但字符顺序反转)?我们可以用另一个哈希数组,存储原字符串反转后的字符串的哈希。
// 即,令rs = reverse(s),然后计算rs的哈希数组,那么子串s[l..r]反转后的哈希值等于rs中从n-1-r到n-1-l的子串的正向哈希值。
// 因此,我们可以为每个字符串s(包括rt和查询s)做两个哈希数组:一个为原串,一个为反转串。
// 这样,判断子串s[l..r]是否回文,等价于:原串的子串s[l..r]的哈希值等于反转串的子串rs[n-1-r, n-1-l]的哈希值。
// 但是,这样我们需要两个哈希数组,而且空间和时间加倍。
// 实际上,我们只需要一个哈希数组,然后利用一个公式计算子串反转后的哈希值:
// 设子串s[l..r]的哈希值为H,而反转后的子串的哈希值H',可以通过反转串rs的哈希数组得到:H' = rs_hash(n-1-r, n-1-l)
// 所以,我们可以这样:在StringHash结构中,同时存储原串和反转串的哈希数组?但是,题目总长度20万,所以空间可以接受。
// 但是,在插入时,我们需要对每个rt判断其任意后缀是否回文,而rt的长度可能很大,但总长度20万,所以可以。
// 因此,我们修改StringHash,使其可以同时计算原串和反转串的哈希。
// 但是,为了简单,我们直接使用两个哈希数组:一个用于原串(正向计算),另一个用于反转串(正向计算反转串)。
// 具体:
// struct StringHash {
// string s;
// int n;
// vector<long long> h1, h2, r_h1, r_h2;
// vector<long long> pw1, pw2;
// void init(string str) {
// s = str;
// n = s.size();
// // 初始化数组
// h1.resize(n+1,0); h2.resize(n+1,0);
// string rs = str;
// reverse(rs.begin(), rs.end());
// r_h1.resize(n+1,0); r_h2.resize(n+1,0);
// pw1.resize(n+1,1); pw2.resize(n+1,1);
// for (int i=1; i<=n; i++) {
// pw1[i] = pw1[i-1]*base % mod1;
// pw2[i] = pw2[i-1]*base % mod2;
// }
// for (int i=0; i<n; i++) {
// h1[i+1] = (h1[i]*base + s[i]) % mod1;
// h2[i+1] = (h2[i]*base + s[i]) % mod2;
// r_h1[i+1] = (r_h1[i]*base + rs[i]) % mod1;
// r_h2[i+1] = (r_h2[i]*base + rs[i]) % mod2;
// }
// }
// HashPair get(int l, int r) {
// long long hash1 = (h1[r+1] - h1[l]*pw1[r-l+1] % mod1 + mod1) % mod1;
// long long hash2 = (h2[r+1] - h2[l]*pw2[r-l+1] % mod2 + mod2) % mod2;
// return {hash1, hash2};
// }
// HashPair get_rev(int l, int r) {
// // 反转子串的哈希值,等于反转串中对应位置的子串的正向哈希值
// // 原串s[l..r]反转后,对应反转串rs中的位置:l对应rs中的n-1-l,r对应rs中的n-1-r,所以子串为rs[n-1-r, n-1-l]?
// // 注意:反转串rs的下标:rs[0] = s[n-1], rs[1]=s[n-2], ... , rs[i]=s[n-1-i]
// // 所以,原串s[l..r]反转后,等于rs[n-1-r] ... rs[n-1-l]
// int rev_l = n-1-r;
// int rev_r = n-1-l;
// long long hash1 = (r_h1[rev_r+1] - r_h1[rev_l]*pw1[rev_r-rev_l+1] % mod1 + mod1) % mod1;
// long long hash2 = (r_h2[rev_r+1] - r_h2[rev_l]*pw2[rev_r-rev_l+1] % mod2 + mod2) % mod2;
// return {hash1, hash2};
// }
// bool isPal(int l, int r) {
// if (l>r) return true;
// return get(l,r) == get_rev(l,r);
// }
// };
// 但是,这样比较两个pair,如果相等则回文。
// 注意:get_rev(l,r) 和 get(l,r) 应该满足:get_rev(l,r) = get(l,r) 当且仅当子串回文?不对,get_rev(l,r)得到的是反转后的哈希值,而get(l,r)是原串的哈希值,它们相等当且仅当子串回文。
// 所以,我们可以用这个isPal函数。
}
但是,这样空间和时间是两倍,但总长度20万,可以接受。
因此,我们采用这种方法。
最后,注意模数用大质数,base取131。
由于总长度小,也可以用自然溢出,但为了保险,用双模数。
代码实现较长,注意效率。
另外,字典树节点:
struct Node {
Node* child[26];
int cnt1;
int cnt2;
Node() {
for (int i=0; i<26; i++) child[i] = nullptr;
cnt1 = 0;
cnt2 = 0;
}
};
最后,注意:题目中字符串由小写英文字母组成。
由于总长度20万,所以字典树最多20万个节点,空间大约20万*26*指针大小?但我们可以用动态指针,而且实际不会每个节点都有26个孩子,所以空间可以接受。
但是,为了效率,我们可以用数组或vector,但指针方便。
注意:在查询时,我们判断s的剩余部分是否回文,即从i+1到末尾,所以调用isPal(i+1, s.size()-1)。
另外,空串情况:在匹配过程中,如果i+1==s.size(),那么剩余部分为空,我们认为是回文。
所以,在循环中:
for (int i=0; i<s.size(); i++) {
int c = s[i]-'a';
if (p->child[c]==nullptr) break;
p = p->child[c];
if (p->cnt1 > 0) {
if (i+1 == s.size() || shash.isPal(i+1, s.size()-1)) {
ans += p->cnt1;
}
}
}
if (i==s.size()) { // 匹配完了整个s
ans += p->cnt2;
}
这里,i是循环变量,如果break了,i不会等于s.size(),所以最后一句只有在匹配完整个s时才执行。
最后,注意:同一个t出现多次,所以用次数。
由于总字符串长度20万,所以总复杂度O(总长度)=20万。
下面,我们写代码。
注意:在插入字典树时,我们传入的字符串是rt(即reverse(t)),而我们在插入时,已经计算了rt的哈希,并判断了每个后缀是否回文。
但是,在插入时,我们也要为rt计算哈希(用于判断其后缀是否回文),所以每个t(即rt)都要调用一次StringHash的init,而init的复杂度O(len(rt)),总长度20万,所以总复杂度20万。
因此,整个程序复杂度O(总长度)=20万。
由于n,q最大20万,但总长度20万,所以平均字符串长度很小,可以。
最后,注意:在字典树中插入的总长度是20万(所有rt的长度和),查询的总长度也是20万(所有s的长度和),所以可行。
代码较长,注意细节。
由于时间限制1000ms,C++可以完成。
下面给出完整代码。</think>### 解决方案
为了解决这个问题,我们需要高效地处理大量查询,统计给定字符串集合中与查询字符串拼接后形成回文串的字符串数量。核心思路是使用字典树(Trie)和字符串哈希技术,预处理字符串信息,以便在查询时快速判断条件。
### 方法思路
1. **问题分析**:
- 给定 `n` 个字符串 `t` 和 `q` 个查询字符串 `s`。
- 对于每个查询 `s`,需要统计有多少个 `t` 满足拼接字符串 `s + t` 是回文串。
- 拼接后形成回文串的条件取决于 `s` 和 `t` 的长度关系:
- 当 `|s| >= |t|` 时,`t` 的反转必须等于 `s` 的前 `|t|` 个字符,且 `s` 的剩余部分必须是回文串。
- 当 `|s| < |t|` 时,`t` 的后 `|s|` 个字符必须等于 `s` 的反转,且 `t` 的前 `|t| - |s|` 个字符必须是回文串。
2. **预处理**:
- **统计频率**:使用 `map` 统计每个字符串 `t` 出现的次数。
- **构建字典树**:将每个 `t` 的反转字符串 `rt` 插入字典树。在插入过程中:
- 对于 `rt` 的每个前缀,判断剩余后缀是否为回文串,并在相应树节点累加计数。
- 在树节点中记录完整 `rt` 字符串的计数(`cnt1`)和满足后缀回文的计数(`cnt2`)。
3. **查询处理**:
- 对于每个查询 `s`:
- 预处理 `s` 的正向和反向哈希,用于快速判断子串回文。
- 在字典树中匹配 `s`:
- 在匹配过程中,如果当前节点是完整 `rt` 的结尾(`cnt1 > 0`),且 `s` 剩余部分为回文,则累加 `cnt1`。
- 匹配完整个 `s` 后,累加当前节点的 `cnt2`(满足条件2的字符串数量)。
4. **优化**:
- **字符串哈希**:使用双哈希(两个模数)减少冲突,确保回文判断的准确性。
- **字典树设计**:树节点包含两个计数器(`cnt1` 和 `cnt2`),分别用于存储完整字符串计数和满足后缀回文的计数。
### 解决代码
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <map>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<ll, ll> HashPair;
const ll mod1 = 1e9 + 7;
const ll mod2 = 1e9 + 9;
const ll base = 131;
struct StringHash {
string s;
int n;
vector<ll> h1, h2, r_h1, r_h2;
vector<ll> pw1, pw2;
void init(string str) {
s = str;
n = s.size();
h1.assign(n+1, 0);
h2.assign(n+1, 0);
r_h1.assign(n+1, 0);
r_h2.assign(n+1, 0);
pw1.assign(n+1, 1);
pw2.assign(n+1, 1);
for (int i = 1; i <= n; i++) {
pw1[i] = pw1[i-1] * base % mod1;
pw2[i] = pw2[i-1] * base % mod2;
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
h1[i+1] = (h1[i] * base + (s[i] - 'a' + 1)) % mod1;
h2[i+1] = (h2[i] * base + (s[i] - 'a' + 1)) % mod2;
}
string rs = s;
reverse(rs.begin(), rs.end());
for (int i = 0; i < n; i++) {
r_h1[i+1] = (r_h1[i] * base + (rs[i] - 'a' + 1)) % mod1;
r_h2[i+1] = (r_h2[i] * base + (rs[i] - 'a' + 1)) % mod2;
}
}
HashPair get(int l, int r) {
ll hash1 = (h1[r+1] - h1[l] * pw1[r-l+1] % mod1 + mod1) % mod1;
ll hash2 = (h2[r+1] - h2[l] * pw2[r-l+1] % mod2 + mod2) % mod2;
return {hash1, hash2};
}
HashPair get_rev(int l, int r) {
int rev_l = n - 1 - r;
int rev_r = n - 1 - l;
ll hash1 = (r_h1[rev_r+1] - r_h1[rev_l] * pw1[rev_r - rev_l + 1] % mod1 + mod1) % mod1;
ll hash2 = (r_h2[rev_r+1] - r_h2[rev_l] * pw2[rev_r - rev_l + 1] % mod2 + mod2) % mod2;
return {hash1, hash2};
}
bool isPal(int l, int r) {
if (l > r) return true;
return get(l, r) == get_rev(l, r);
}
};
struct Node {
Node* child[26];
int cnt1;
int cnt2;
Node() {
for (int i = 0; i < 26; i++) child[i] = nullptr;
cnt1 = 0;
cnt2 = 0;
}
};
Node* root;
void insert(string rt, int count) {
StringHash shash;
shash.init(rt);
Node* p = root;
for (int i = 0; i < rt.size(); i++) {
int c = rt[i] - 'a';
if (p->child[c] == nullptr) {
p->child[c] = new Node();
}
p = p->child[c];
if (shash.isPal(i, rt.size()-1)) {
p->cnt2 += count;
}
}
p->cnt1 += count;
}
int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
int n, q;
cin >> n >> q;
map<string, int> countMap;
vector<string> t_list(n);
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> t_list[i];
countMap[t_list[i]]++;
}
root = new Node();
for (auto& p : countMap) {
string t = p.first;
string rt = t;
reverse(rt.begin(), rt.end());
insert(rt, p.second);
}
vector<string> s_list(q);
for (int i = 0; i < q; i++) {
cin >> s_list[i];
}
for (int j = 0; j < q; j++) {
string s = s_list[j];
StringHash shash;
shash.init(s);
Node* p = root;
ll ans = 0;
int i;
for (i = 0; i < s.size(); i++) {
int c = s[i] - 'a';
if (p->child[c] == nullptr) {
break;
}
p = p->child[c];
if (p->cnt1 > 0) {
if (i == s.size()-1 || shash.isPal(i+1, s.size()-1)) {
ans += p->cnt1;
}
}
}
if (i == s.size()) {
ans += p->cnt2;
}
cout << ans << '\n';
}
return 0;
}
```
### 代码解释
1. **StringHash 结构**:
- `init`:初始化字符串的正向和反向哈希数组,用于快速计算子串哈希。
- `get`:计算子串 `[l, r]` 的正向哈希值。
- `get_rev`:计算子串 `[l, r]` 的反向哈希值(即反转后的哈希)。
- `isPal`:判断子串 `[l, r]` 是否为回文串。
2. **字典树操作**:
- `insert`:将字符串 `rt`(`t` 的反转)插入字典树。在插入过程中,对每个前缀判断剩余后缀是否为回文,并在树节点累加计数。
- 树节点包含 `cnt1`(完整 `rt` 字符串计数)和 `cnt2`(满足后缀回文的计数)。
3. **查询处理**:
- 对于每个查询 `s`:
- 初始化哈希,用于快速判断子串回文。
- 在字典树中匹配 `s`:
- 匹配过程中,若当前节点是完整 `rt` 的结尾且 `s` 剩余部分回文,累加 `cnt1`。
- 匹配完整个 `s` 后,累加 `cnt2`(满足条件2的字符串数量)。
- 输出结果。
### 相关的问题
1. 如何优化字典树的空间复杂度?
2. 双哈希相比单哈希有哪些优势?
3. 如何处理字符串拼接后形成回文串的其他变体问题?
4. 在字典树中,如何支持动态插入和删除操作?