hdu2243 考研路茫茫——单词情结 AC自动机+矩阵快速幂
2015-02-10 18:19
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考研路茫茫——单词情结
Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)Total Submission(s): 3952 Accepted Submission(s): 1150
[align=left]Problem Description[/align]
背单词,始终是复习英语的重要环节。在荒废了3年大学生涯后,Lele也终于要开始背单词了。
一天,Lele在某本单词书上看到了一个根据词根来背单词的方法。比如"ab",放在单词前一般表示"相反,变坏,离去"等。
于是Lele想,如果背了N个词根,那这些词根到底会不会在单词里出现呢。更确切的描述是:长度不超过L,只由小写字母组成的,至少包含一个词根的单词,一共可能有多少个呢?这里就不考虑单词是否有实际意义。
比如一共有2个词根 aa 和 ab ,则可能存在104个长度不超过3的单词,分别为
(2个) aa,ab,
(26个)aaa,aab,aac...aaz,
(26个)aba,abb,abc...abz,
(25个)baa,caa,daa...zaa,
(25个)bab,cab,dab...zab。
这个只是很小的情况。而对于其他复杂点的情况,Lele实在是数不出来了,现在就请你帮帮他。
[align=left]Input[/align]
本题目包含多组数据,请处理到文件结束。
每组数据占两行。
第一行有两个正整数N和L。(0<N<6,0<L<2^31)
第二行有N个词根,每个词根仅由小写字母组成,长度不超过5。两个词根中间用一个空格分隔开。
[align=left]Output[/align]
对于每组数据,请在一行里输出一共可能的单词数目。
由于结果可能非常巨大,你只需要输出单词总数模2^64的值。
[align=left]Sample Input[/align]
2 3 aa ab 1 2 a
[align=left]Sample Output[/align]
104 52
既然要找出包含这些串的有多少个,那就用总个数减去不包含的个数。
poj2778是求出固定长度的串不包含给的串,方法是构造矩阵,mat[i][j]代表节点i走到节点j走一步的合法路径数,i和j应该是合法节点。矩阵n次方就是i到j走n步的合法路径数。把第一行求和得到从起点开始走n步的合法路径数。
这道题要求长度从1到n的合法路径数的和,一个很棒的办法是在矩阵最后加一列,全是1,mat[i][sz]=1,0<=i<=sz,这样矩阵n次幂之后,mat[i][sz]就是从节点i出发长度从1到n-1的路径数的和+1。这个自己列一列,应该是挺明显的。
不包含的个数后,还要求总个数。1+26+26^2...+26^L,相当于f
=f[n-1]*26+1,这个构造二维矩阵,同样快速幂解决。
对2^26取模用unsigned long long 就好了,自动溢出。
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<string> #include<iostream> #include<queue> using namespace std; typedef unsigned long long ULL; const int MAXN=32; const int MAXM=10; const int MAXNODE=32; const int LOGMAXN=50; const int INF=0x3f3f3f3f; const int SIGMA_SIZE=26; int N,L; struct AC{ int ch[MAXNODE][SIGMA_SIZE]; int val[MAXNODE]; int f[MAXNODE]; int sz; void clear(){ memset(ch[0],0,sizeof(ch[0])); val[0]=0; sz=1; } int idx(char c){ return c-'a'; } void insert(char* s,int v){ int u=0; for(int i=0;s[i];i++){ int c=idx(s[i]); if(!ch[u][c]){ memset(ch[sz],0,sizeof(ch[sz])); val[sz]=0; ch[u][c]=sz++; } u=ch[u][c]; } val[u]=v; } void get_fail(){ queue<int> q; f[0]=0; for(int c=0;c<SIGMA_SIZE;c++){ int u=ch[0][c]; if(u){ f[u]=0; q.push(u); } } while(!q.empty()){ int r=q.front(); q.pop(); for(int c=0;c<SIGMA_SIZE;c++){ int u=ch[r][c]; if(!u){ ch[r][c]=ch[f[r]][c]; continue; } q.push(u); f[u]=ch[f[r]][c]; val[u]|=val[f[u]]; } } } }ac; struct Mat{ ULL mat[MAXN][MAXN]; Mat(){ memset(mat,0,sizeof(mat)); } }; Mat operator * (const Mat& a,const Mat& b){ int sz=ac.sz+1; Mat ret; for(int k=0;k<sz;k++) for(int i=0;i<sz;i++){ if(a.mat[i][k]==0) continue; for(int j=0;j<sz;j++) ret.mat[i][j]+=a.mat[i][k]*b.mat[k][j]; } return ret; } Mat operator ^ (const Mat& a,int n){ Mat ret,t=a; int sz=ac.sz+1; for(int i=0;i<sz;i++) for(int j=0;j<sz;j++) ret.mat[i][j]=(i==j); while(n){ if(n&1) ret=ret*t; t=t*t; n>>=1; } return ret; } Mat get_mat(){ Mat ret; for(int u=0;u<ac.sz;u++) for(int c=0;c<SIGMA_SIZE;c++) if(!ac.val[u]&&!ac.val[ac.ch[u][c]]){ ret.mat[u][ac.ch[u][c]]++; } for(int i=0;i<=ac.sz;i++) ret.mat[i][ac.sz]=1; return ret; } Mat get_mat2(){ Mat ret; ret.mat[0][0]=26; ret.mat[0][1]=1; ret.mat[1][0]=0; ret.mat[1][1]=1; return ret; } char str[MAXM]; int main(){ freopen("in.txt","r",stdin); while(scanf("%d%d",&N,&L)!=EOF){ ac.clear(); for(int i=1;i<=N;i++){ scanf("%s",str); ac.insert(str,i); } ac.get_fail(); Mat tmp=get_mat(); tmp=tmp^L; Mat tmp2=get_mat2(); tmp2=tmp2^L; ULL ans=tmp2.mat[0][0]+tmp2.mat[0][1]; for(int i=0;i<=ac.sz;i++) ans-=tmp.mat[0][i]; cout<<ans<<endl; } return 0; }
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