后缀数组实现的倍增算法和DC3算法
[cpp]/************************************************数据结构:后缀数组(Suffix_Array);子串:字符串S的子串r[i..j],i≤j,表示r串中从i到j这一段,也就是顺次排列r[i],r[i+1],...,r[j]形成的字符串;后缀:后缀是指从某个位置i开始到整个串末尾结束的一个特殊子串;字符串r的从第i个字符开始的后缀表示为Suffix(i),也就是Suffix(i)=r[i...len(r)];后缀数组SA:后缀数组保存的是一个字符串的所有后缀的排序结果;其中SA[i]保存的是字符串所有的后缀中第i小的后缀的开头位置;名次数组Rank:名次数组Rank[i]保存的是后缀i在所有后缀中从小到大排列的“名次”;后缀数组是"排第几的是谁",名次数组是"排第几",即后缀数组和名次数组为互逆运算;(1)倍增算法:用倍增的方法对每个字符开始的长度为2^k的子字符串进行排序,求出排名,即rank值。k从0开始,每次加1,当2^k大于n以后,每个字符开始的长度为2^k的子字符串便相当于所有的后缀。并且这些子字符串都一定已经比较出大小,即rank值中没有相同的值,那么此时的rank值就是最后的结果。每一次排序都利用上次长度为2^k-1的字符串的rank值,那么长度为2^k的字符串就可以用两个长度为2^k-1的字符串的排名作为关键字表示,然后进行基数排序,便得出了长度为2^k的字符串的rank值。(2)DC3算法:①先将后缀分成两部分,然后对第一部分的后缀排序;②利用①的结果,对第二部分的后缀排序;③将①和②的结果合并,即完成对所有后缀排序;时间复杂度:倍增算法的时间复杂度为O(nlogn),DC3算法的时间复杂度为O(n);从常数上看,DC3算法的常数要比倍增算法大;空间复杂度:倍增算法和DC3算法的空间复杂度都是O(n);倍增算法所需数组总大小为6n,DC3算法所需数组总大小为10n;RMQ(Range Minimum/Maximum Query)问题:对于长度为n的数列A,回答若干询问RMQ(A,i,j)(i,j<=n),返回数列A中下标在i,j里的最小(大)值,也就是说,RMQ问题是指求区间最值的问题。LCA(Least Common Ancestors)最近公共祖先问题:对于有根树T的两个结点u、v,最近公共祖先LCA(T,u,v)表示一个结点x,满足x是u、v的祖先且x的深度尽可能大。另一种理解方式是把T理解为一个无向无环图,而LCA(T,u,v)即u到v的最短路上深度最小的点。RMQ标准算法:先规约成LCA(Lowest Common Ancestor),再规约成约束RMQ,O(n)-O(q);首先根据原数列,建立笛卡尔树,从而将问题在线性时间内规约为LCA问题;LCA问题可以在线性时间内规约为约束RMQ,也就是数列中任意两个相邻的数的差都是+1或-1的RMQ问题;约束RMQ有O(n)-O(1)的在线解法,故整个算法的时间复杂度为O(n)-O(1);height数组:定义height[i]=suffix(sa[i-1])和suffix(sa[i])的最长公共前缀,也就是排名相邻的两个后缀的最长公共前缀;那么对于j和k,不妨设rank[j]<rank[k],则有以下性质:suffix(j)和suffix(k)的最长公共前缀为:height[rank[j]+1],height[rank[j]+2],height[rank[j]+3],…,height[rank[k]]中的最小值;*************************************************/#include<iostream>#include<cstring>#include<cstdlib>#include<cstdio>#include<climits>#include<algorithm>using namespace std;const int N=100010;/**************倍增算法**************************int wa[N],wb[N],wv[N],__ws[N];int cmp(int *r,int a,int b,int l){return r[a]==r[b]&&r[a+l]==r[b+l];}void da(int *r,int *sa,int n,int m){int *x=wa,*y=wb,*t;for(int i=0; i<m; i++)__ws[i]=0;for(int i=0; i<n; i++)__ws[x[i]=r[i]]++;for(int i=1; i<m; i++)__ws[i]+=__ws[i-1];for(int i=n-1; i>=0; i--)sa[--__ws[x[i]]]=i;for(int j=1,p=1; p<n; j*=2,m=p){p=0;for(int i=n-j; i<n; i++)y[p++]=i;for(int i=0; i<n; i++){if(sa[i]>=j)y[p++]=sa[i]-j;}for(int i=0; i<n; i++)wv[i]=x[y[i]];for(int i=0; i<m; i++)__ws[i]=0;for(int i=0; i<n; i++)__ws[wv[i]]++;for(int i=1; i<m; i++)__ws[i]+=__ws[i-1];for(int i=n-1; i>=0; i--)sa[--__ws[wv[i]]]=y[i];t=x,x=y,y=t,p=1,x[sa[0]]=0;for(int i=1; i<n; i++){x[sa[i]]=cmp(y,sa[i-1],sa[i],j)?p-1:p++;}}return;}**************倍增算法**************************//***************DC3算法**************************/#define F(x) ((x)/3+((x)%3==1?0:tb))#define G(x) ((x)<tb?(x)*3+1:((x)-tb)*3+2)int wa[N],wb[N],wv[N],_ws[N];int c0(int *r,int a,int b){return r[a]==r[b]&&r[a+1]==r[b+1]&&r[a+2]==r[b+2];}int c12(int k,int *r,int a,int b){if(k==2)return r[a]<r[b]||r[a]==r[b]&&c12(1,r,a+1,b+1);elsereturn r[a]<r[b]||r[a]==r[b]&&wv[a+1]<wv[b+1];}void sort(int *r,int *a,int *b,int n,int m){for(int i=0; i<n; i++)wv[i补充:软件开发 , C++ ,
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