从Hash Killer I、II、III论字符串哈希

首先，Hash Killer I、II、III是BZOJ上面三道很经典的字符串哈希破解题。当时关于II，本人还琢磨了好久，但一直不明白为啥别人AC的代码都才0.3kb左右，直到CYG神犇说可以直接随机水过去，遂恍然大悟。。。

于是，本人今天也做了下实验——假设现在有一个字符串题：输入N，接下来N行输入N个长度一样的由大写字母组成的字符串，求一共有多少种不同的字符串。此题有些类似于Hash Killer上面的原题。首先分析此题本身，两种常规办法：1.建立一棵字典树，然后可以相当方便快捷的判重，对于字符串长度均为M的数据，复杂度O(NM)  2.字符串哈希，选取一对质数pa和pb，哈希值为Sigma((ord(s1[i])-64)*pa^i) mod pb，然后通过哈希值排个序完事

接下来开始——字典树肯定能保证正确这个毫无疑问，但是更加毫无疑问的是哈希是相当容易被卡掉的（HansBug：尤其像Hash Killer II这样素数的神选取我也是醉了），但更加更加毫无疑问的是双取模哈希似乎还比较小强，于是我就此展开实验

1.写出一个数据生成器，负责随机生成N个长度为M的大写字母字符串，然后立刻用Trie树求出答案作为标准输出数据

 type
         point=^node;
         node=record
                 ex:longint;
                 next:array['A'..'Z'] of point;
         end;
 var
         i,j,k,l,m,n,ans:longint;
         head:point;
         s1,s2:ansistring;
 function getpoint:point;inline;
         var p:point;c1:char;
         begin
                 new(p);p^.ex:=;
                 for c1:='A' to 'Z' do p^.next[c1]:=nil;
                 exit(p);
         end;
 function check(s1:ansistring):longint;inline;
         var i:longint;p:point;
         begin
                 p:=head;
                 for i:= to length(s1) do
                         begin
                                 if p^.next[s1[i]]=nil then
                                         p^.next[s1[i]]:=getpoint;
                                 p:=p^.next[s1[i]];
                         end;
                 if p^.ex= then
                         begin
                                 inc(ans);
                                 p^.ex:=ans;
                         end;
                 exit(p^.ex);
         end;
 begin
         readln(n,m);
         head:=getpoint;ans:=;
         RANDOMIZE;
         assign(output,'hs.in');
         rewrite(output);
         writeln(n);
         for i:= to n do
                 begin
                         s1:='';
                         for j:= to m do s1:=s1+chr(random()+);
                         writeln(s1);
                         check(s1);
                 end;
         close(output);
         assign(output,'hss.out');
         rewrite(output);
         writeln(ans);
         close(output);
 end.

2.接下来，开始写哈希，也不难，而且代码貌似还略短（这里面两个素数采用互换使用的模式，本程序是双取模的哈希，如果需要改成单值哈希的话直接把第50行去掉即可）

 const pa=;pb=;
 var
    i,j,k,l,m,n:longint;
    ap,bp:array[..] of int64;
    a:array[..,..] of int64;
    a1,a2,a3,a4:int64;
    s1,s2:ansistring;
 function fc(a1,a2,a3,a4:int64):longint;inline;
          begin
               if a1<>a3 then
                  if a1>a3 then exit() else exit(-)
               else
                   if a2<>a4 then
                      if a2>a4 then exit() else exit(-)
                   else exit();
          end;
 procedure sort(l,r:longint);
           var i,j:longint;x,y,z:int64;
           begin
                i:=l;j:=r;x:=a[(l+r) div ,];y:=a[(l+r) div ,];
                repeat
                      while fc(a[i,],a[i,],x,y)=- do inc(i);
                      while fc(x,y,a[J,],a[J,])=- do dec(j);
                      if i<=j then
                         begin
                              z:=a[i,];a[i,]:=a[j,];a[j,]:=z;
                              z:=a[i,];a[i,]:=a[j,];a[j,]:=z;
                              inc(i);dec(j);
                         end;
                until i>j;
                if i<r then sort(i,r);
                if l<j then sort(l,j);
           end;
 
 begin
      ap[]:=;bp[]:=;
      for i:= to  do
          begin
               ap[i]:=(ap[i-]*pa) mod pb;
               bp[i]:=(bp[i-]*pb) mod pa;
          end;
      readln(n);
      for i:= to n do
          begin
               readln(s1);
               a[i,]:=;a[i,]:=;
               for j:= to length(s1) do
                   begin
                        a[i,]:=(a[i,]+ap[j]*(ord(s1[j])-)) mod pb;
                        a[i,]:=(a[i,]+bp[j]*(ord(s1[j])-)) mod pa;  //删除此行即可改为单值哈希
                   end;
          end;
      sort(,n);m:=;
      a[,]:=-maxlongint;
      for i:= to n do if fc(a[i-,],a[i-,],a[i,],a[i,])<> then inc(m);
      writeln(m);
      readln;
 end.
                       

于是开始愉快的用bat来对拍：

1.当N=100000 M=3时，很令人吃惊——单双值的哈希都问题不大（随机跑了403组数据均全部通过）

2.当N=100000 M=100是，果不其然——单值的哈希成功而华丽的实现了0%的命中率，而双值的哈希依然100%（HansBug：实测6001组数据，跑了快两小时有木有啊啊啊啊 wnjxyk：What Ghost？ HansBug：我家电脑渣不解释^_^）

（HansBug：呵呵哒BZOJ3098这题我居然上来就WA了，现在看来这究竟是什么样的神人品啊）

结果已经了然，而且从bat上运行的时间来看，当N=100000 M=100时，哈希的速度比trie树看样子明显快——估计是虽然trie树可以达到O(NM)，但是假如需要新建大量的点的话，那样势必相当费时，多半慢在这上面了，而哈希就是该怎么玩怎么玩——更重要的是——哈希，绝对不等同于非得开一个巨大的数组瞎搞，比如这个例子中直接排个序就完事啦。更重要的是双值哈希的稳定性还是相当不错滴！！！^_^

后记：以前我曾经一度认为hash算法一定就是必然伴随着一个硕大的数组（HansBug：搞不好还MLE有木有TT  bx2k：那是必然），其实它的灵活性远远超出了我的预想，今天也算是大长了见识；还有祝愿BZOJ3099（Hash Killer III）永远不要有人AC！！！否则那就基本意味着哈希算法的终结了TT

附：对拍用的bat模板，纯手写的哦，如有雷同绝无可能么么哒

 @echo off
 set /a s=0
 :1
 set /a s=s+1
 echo Test %s%
 rem 此处两个数分别代表N和M，手动修改下即可
 echo 10000 100|hs.exe
 copy hs.in hash\hs%s%.in >nul
 copy hsS.out hash\hs%s%.out >nul
 echo.|time
 type hash\hs%s%.in|hash.exe >hash\hs%s%.ou
 echo.|time
 fc hash\hs%s%.ou hash\hs%s%.out >hash\res%s%.txt
 fc hash\hs%s%.ou hash\hs%s%.out
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