nefu暑假集训5 KMP 个人模板+例题汇总

前言:

KMP算法用于匹配字符串,假设长字符串为s,需要匹配的字符串是p。KMP算法的基础思想是利用一个next[n]数组:next[i]对应的是:以下标i为结尾的连续子串,与以第一个字符开始的子串,相等的最大长度。该数组的作用是,当某一个下标的元素没有匹配成功时,可以通过该长度跳转到与 匹配成功的部分字符串的最后一个,开始下一次匹配。以下是我写的一些题目。

正文:

链接:nefu-KMP - Virtual Judge (vjudge.net)

题目:

A - 剪花布条

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
string s,p;
int main(){
    while(cin>>s&&s!="#"){
        cin>>p;
        long long ans=0;
        while(s.find(p)!=-1) s.erase(s.find(p),p.length()),ans++;
        cout<<ans<<endl;
    }
}

这题好像根本用不上KMP,直接用string的find函数就能写出来。

B - Power Strings:

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int nxt[1000100];
char s[1000100];
int main(){
    while(~scanf("%s",s+1)&&s[1]!='.') {
        int n=strlen(s+1);
        nxt[1]=0;
        for(int i=2,j=0;i<=n;i++){
            while(j>0&&(j==n||s[i]!=s[j+1])) j=nxt[j];
            if(s[i]==s[j+1]) j++;
            nxt[i]=j;
        }
        if(n%(n-nxt[n])==0&&nxt[n]) printf("%d\n",n/(n-nxt[n]));
        else puts("1");
    }
    return 0;
}

这题实际上就是求字符串最大循环节问题,我们这边直接找到next数组中的next[n],n-next[n]就是他的最小循环子串,但是得判断一下是否可以由该字串直接完美构成(也就是n%(n=next[n])得是0)。

C - KMP:​​​​​​​

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5;
char s1[N],s2[N];
int ne[N];
int main(){
	cin>>s1+1>>s2+1;
	int n=strlen(s1+1),m=strlen(s2+1);
	//cout<<strlen(s1+1)<<" "<<strlen(s2+1)<<endl;
	for(int i=2,j=0;i<=m;i++){
		while(j&&s2[i]!=s2[j+1])j=ne[j];
		if(s2[i]==s2[j+1])j++;
		ne[i]=j;
	}
	for(int i=1,j=0;i<=n;i++){
		while(j&&s1[i]!=s2[j+1])j=ne[j];
		if(s1[i]==s2[j+1])j++;
		if(j==m){
			printf("%d\n",i-m+1);
			j=ne[j];
		}
	}
	for(int i=1;i<=m;i++){
		cout<<ne[i]<<" ";
	}
	return 0;
}

模板题。

D - Radio Transmission

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5;
char s[N];
int ne[N];
int main(){
	int l;
	cin>>l>>s+1;
	for(int i=2,j=0;i<=l;i++){
		while(j&&s[i]!=s[j+1])j=ne[j];
		if(s[i]==s[j+1])j++;
		ne[i]=j;
	}
	cout<<l-ne[l]<<endl;
	return 0;
} 

最小循环子串=l-ne[l],证明可以上网搜搜。

E - OKR-Periods of Words:​​​​​​​

这题就是再求最短前缀,我们只需要在求完next数组后直接不断往前循环让next[i]=即可

F - 似乎在梦中见过的样子:​​​​​​​

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=150005;
char w[N];
int k,n,ans,ne[N],f[N];
int main(){
	scanf("%s%d",w+1,&k);
	int n=strlen(w+1);
	for(int i=1;i<=n;i++){
		int l=i-1;
		ne[i]=i-1;f[i]=i;
		for(int j=i+1;j<=n;j++){
			while(l!=i-1&&w[l+1]!=w[j])l=ne[l];
			if(w[l+1]==w[j])ne[j]=++l;
			else ne[j]=i-1;
			if(l<i+k-1)f[j]=j;
			else f[j]=f[l];
			ans+=(f[j]<((i+j)>>1));
		}
	}
	cout<<ans<<endl;
	return 0;
}

第一层循环枚举初始位置,第二层循环从每个位置开始做KMP,然后找到满足ABA且A>k的情况。

G - Censoring:​​​​​​​

cpp 复制代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5;
char s1[N],s2[N];
int ne[N],top,pos[N],stk[N];
int main(){
	cin>>s1+1>>s2+1;
	int n=strlen(s1+1),m=strlen(s2+1);
	for(int i=2,j=0;i<=m;i++){
		while(j&&s2[i]!=s2[j+1])j=ne[j];
		if(s2[i]==s2[j+1])j++;
		ne[i]=j;
	}
	for(int i=1,j=0;i<=n;i++){
		stk[++top]=i;
		while(j&&s1[i]!=s2[j+1])j=ne[j];
		if(s1[i]==s2[j+1])j++;
		pos[i]=j;
		if(j==m){
			top-=m;
			j=pos[stk[top]];
		}
	}
	for(int i=1;i<=top;i++){
		cout<<s1[stk[i]];
	}
	return 0;
}

用另外一个数组来模拟删除的过程,其中通过top来模拟数组的最后一位。

H - Compress Words:​​​​​​​

cpp 复制代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn=1000010;
ll n,len,anslen,top,minn,kmp[maxn];
char c[maxn],ans[maxn];
int main(){ 
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		scanf("%s",c+1);
		len=strlen(c+1);
		minn=min(anslen,len);
		top=len;
		c[++top]='#';
		for(int j=1;j<=minn;j++)c[++top]=ans[anslen-(minn-j)];
		for(int j=1;j<top;j++){
			ll k=kmp[j];
			while(k&&c[k+1]!=c[j+1])k=kmp[k];
			if(c[k+1]==c[j+1])k++;
			kmp[j+1]=k;
		}
		for(int j=kmp[top]+1;j<=len;j++)ans[++anslen]=c[j];
	}
	for(int i=1;i<=anslen;i++)cout<<ans[i];
	return 0;
}

I - 动物园:​​​​​​​

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+5;
const int mod=1e9+7;
typedef long long ll;
int ne[N],ans[N];
int main(){
	int t;
	cin>>t;
	while(t--){
		ll res=1;
		memset(ne,0,sizeof(ne));
		string s;
		cin>>s;
		int n=s.size();
		ans[0]=0;ans[1]=1;
		for(int i=1,j=0;i<=n;i++){
			while(j&&s[i]!=s[j])j=ne[j];
			if(s[i]==s[j])j++;
			ne[i+1]=j;ans[i+1]=ans[j]+1;	
		}
		for(int i=1,j=0;i<=n;i++){
			while(j&&s[i]!=s[j])j=ne[j];
			if(s[i]==s[j])j++;
			while(2*j>(i+1))j=ne[j];
			res=(res*(ll)(ans[j]+1)%mod);
		}
		cout<<res<<endl;
	}
	return 0;
}

J - Sza-Template:(待补)​​​​​​​

后记:

KMP还是十分考察思维的算法啊。明天要分方向比赛了,好好写点题吧。

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