后缀数组专项

本文通过几个具体的在线编程题目,详细介绍了如何使用后缀数组这一强大的字符串处理工具来解决实际问题。从POJ1743到SPOJ220,每道题目的解析都包含了完整的代码实现和关键步骤说明。

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

跟着罗穗骞的神论文《后缀数组——处理字符串的有力工具》刷了下题,算是对后缀数组有了一个比较全面的掌握。

POJ 1743

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int maxn=20010;
const int inf=1<<30;
int n;
int a[maxn];
int s[maxn],sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn];
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
            x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
int rank[maxn],height[maxn];
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int judge(int x)
{
    int maxp=0,minp=maxn;
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        if(height[i]>=x)
        {
            maxp=max(maxp,sa[i]);
            minp=min(minp,sa[i]);
            if(maxp-minp>=x) return 1;
        }
        else
        {
            maxp=minp=sa[i];
        }
    }
    if(maxp-minp>=x) return 1;
    else return 0;
}
int main()
{
    while(~scanf("%d",&n)&&n)
    {
        for(int i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]);
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            s[i]=i==0?199:a[i]-a[i-1]+100;
        }
        s[n++]=0;
        build_sa(200);
        getheight();
        int L=4,R=n-1;
        while(L<R)
        {
            int mid=L+(R-L+1)/2;
            if(judge(mid)) L=mid;
            else R=mid-1;
        }
        if(judge(L)) printf("%d\n",L+1);
        else puts("0");
    }
    return 0;
}

POJ 3261

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
const int maxn=1000010;
int n,k;
int s[maxn],sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn];
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
            x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
int rank[maxn],height[maxn];
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int judge(int x)
{
    int cnt=1;
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        if(height[i]>=x)
        {
            cnt++;
            if(cnt>=k) return 1;
        }
        else cnt=1;
    }
    if(cnt>=k) return 1;
    return 0;
}
int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&k))
    {
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            scanf("%d",&s[i]);
            s[i]++;
        }
        s[n++]=0;
        build_sa(1000010);
        getheight();
        int L=1,R=n-1;
        while(L<R)
        {
            int mid=L+(R-L+1)/2;
            if(judge(mid)) L=mid;
            else R=mid-1;
        }
        printf("%d\n",L);
    }
    return 0;
}

SPOJ 694

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
const int maxn=1010;
char s[maxn];
int sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn],height[maxn],rank[maxn],n;
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
           x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        scanf("%s",s);
        n=strlen(s);
        s[n++]=0;
        build_sa(256);
        getheight();
        int ans=0;
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            ans+=n-sa[i]-height[i];
        }
        printf("%d\n",ans-n);
    }
    return 0;
}

SPOJ 687
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int maxn=50010;
int s[maxn],sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn],n;
char str[2];
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
            x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
int rank[maxn],height[maxn];
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int d[maxn][50];
void RMQ_init()
{
    for(int i=0;i<n;i++) d[i][0]=height[i];
    for(int j=1;(1<<j)<=n;j++)
        for(int i=0;i+(1<<j)-1<n;i++)
            d[i][j]=min(d[i][j-1],d[i+(1<<(j-1))][j-1]);
}
int RMQ(int L,int R)
{
    if(L>R) swap(L,R);
    if(L==R) return L-sa[L];
    L++;
    int k=0;
    while((1<<(k+1))<=R-L+1) k++;
    return min(d[L][k],d[R-(1<<k)+1][k]);
}
int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        scanf("%d",&n);
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            scanf("%s",str);
            s[i]=str[0]-'a'+1;
        }
        s[n++]=0;
        build_sa(3);
        getheight();
        RMQ_init();
        int ans=1;
        for(int i=1;i<n;i++)
        {
            for(int j=0;i+j<n;j+=i)
            {
                int k=RMQ(rank[j],rank[j+i]);
                int cnt=k/i+1;
                int tmp=j-(i-k%i);
                if(tmp>=0&&RMQ(rank[tmp],rank[tmp+i])>=i) cnt++;
                ans=max(ans,cnt);
            }
        }
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}
Ural 1517

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int maxn=200010;
char s1[maxn],s2[maxn];
int s[maxn],sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn],n,m;
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
            x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
int height[maxn],rank[maxn];
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int main()
{
    scanf("%d%s%s",&m,s1,s2);
    for(int i=0;i<m;i++) s[i]=s1[i]-'A'+1;
    s[m]=29;
    for(int i=0;i<m;i++) s[i+m+1]=s2[i]-'A'+1;
    s[2*m+1]=0;
    n=2*m+2;
    build_sa(30);getheight();
    int ans=0,pos;
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        if(sa[i-1]<=m&&sa[i]>m || sa[i-1]>m&&sa[i]<=m)
        {
            if(height[i]>ans)
            {
                ans=height[i];
                pos=min(sa[i-1],sa[i]);
            }
        }
    }
    for(int i=0;i<ans;i++) printf("%c",s1[pos+i]);
    puts("");
    return 0;
}

SPOJ 220

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cctype>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
const int maxn=100010;
char str[12][10010];
int s[maxn],sa[maxn],t[maxn],t2[maxn],c[maxn],n;
void build_sa(int m)
{
    int i,*x=t,*y=t2;
    for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
    for(i=0;i<n;i++) c[x[i]=s[i]]++;
    for(i=1;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
    for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[i]]]=i;
    for(int k=1;k<=n;k<<=1)
    {
        int p=0;
        for(i=n-k;i<n;i++) y[p++]=i;
        for(i=0;i<n;i++) if(sa[i]>=k) y[p++]=sa[i]-k;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]=0;
        for(i=0;i<n;i++) c[x[y[i]]]++;
        for(i=0;i<m;i++) c[i]+=c[i-1];
        for(i=n-1;i>=0;i--) sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];
        swap(x,y);
        p=1;x[sa[0]]=0;
        for(i=1;i<n;i++)
            x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]]&&y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
        if(p>=n) break;
        m=p;
    }
}
int rank[maxn],height[maxn];
void getheight()
{
    int i,j,k=0;
    for(i=0;i<n;i++) rank[sa[i]]=i;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        if(k) k--;
        int j=sa[rank[i]-1];
        while(s[i+k]==s[j+k]) k++;
        height[rank[i]]=k;
    }
}
int id[maxn],ml,N;
vector<int> g[12];
int judge(int x)
{
    for(int i=0;i<=N;i++) g[i].clear();
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        if(height[i]<x)
        {
            int flag=1;
            for(int j=1;j<=N;j++)
            {
                if(g[j].size()<2) {flag=0;break;}
                int maxp=0,minp=maxn;
                for(int k=0;k<g[j].size();k++)
                {
                    maxp=max(maxp,g[j][k]);
                    minp=min(minp,g[j][k]);
                }
                if(maxp-minp<x) {flag=0;break;}
            }
            if(flag) return 1;
            for(int j=0;j<=N;j++) g[j].clear();
        }
        g[id[sa[i]]].push_back(sa[i]);
    }
    int flag=1;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    {
        if(g[i].size()<2) {flag=0;break;}
        int maxp=0,minp=maxn;
        for(int j=0;j<g[i].size();j++)
        {
            maxp=max(maxp,g[i][j]);
            minp=min(minp,g[i][j]);
        }
        if(maxp-minp) {flag=0;break;}
    }
    if(flag) return 1;
    else return 0;
}
int main()
{
    int T;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        memset(id,0,sizeof(id));
        scanf("%d",&N);
        n=0;ml=maxn;
        for(int i=1;i<=N;i++)
        {
            scanf("%s",str[i]);
            int len=strlen(str[i]);
            ml=min(ml,len);
            for(int j=0;j<len;j++)
            {
                if(!islower(str[i][j])) break;
                id[n]=i;
                s[n++]=str[i][j]-'a'+1;
            }
            s[n++]=i==N?0:26+i;
        }
        build_sa(40);getheight();
        int L=0,R=ml;
        while(L<R)
        {
            int mid=L+(R-L+1)/2;
            if(judge(mid)) L=mid;
            else R=mid-1;
        }
        printf("%d\n",L);
    }
    return 0;
}


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