AC自动机

UVa 11468

题意:给一些字符和各自出现的概率,在其中随机选择L次,形成长度为L的字符串S,给定K个模板串,求S不包含任意一个串的概率。

首先介绍改良版的AC自动机:

  • 传统的AC自动机,是当一个字符失配时,根据失配函数转移到指定地方,而这个失配函数,是通过一个宽搜的过程形成的,这时在匹配串的时候,就当匹配失败时,顺着失配指针走,直到可以匹配。然后匹配到单词结点,或者后缀链接是一个单词结点,这些前面的结点也是匹配单词。这就是传统的AC自动机。

现在将这个AC自动机改版优化:

  • 具体的变化是,计算失配指针的时候,当不存在某一个单词结点时,做一个虚结点,直接指向父亲结点的失配指针的位置,这样,当find查询匹配的时候,就不用判断当前结点是否存在,不存在则不断顺着失配边走。而是直接转到失配原来就预订好的位置。
  • 对于此题:各个模板串构成一个AC自动机,题目就转为在这个自动机上走L步,不踩中单词结点的概率。这个概率可以用全概率公式计算,当前结点*下一步也成功的概率。

Source Code :

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; const int SIGMA_SIZE = ;
const int MAXNODE = ; int idx[];
char s[][];
double prob[SIGMA_SIZE];
int n; struct AhoCorasickAutomata
{
int ch[MAXNODE][SIGMA_SIZE];
int f[MAXNODE];
int match[MAXNODE];
int sz; void init()
{
sz = ;
memset(ch[],,sizeof(ch[]));
} void insert(char *s)
{
int u = ,n = strlen(s);
for(int i=; i<n; i++)
{
int c = idx[s[i]];
if(!ch[u][c])
{
memset(ch[sz],,sizeof(ch[sz]));
match[sz] = ;
ch[u][c] = sz++;
}
u = ch[u][c];
}
match[u] = ;
} void getFail()
{
queue<int> q;
f[] = ;
for(int c=; c<SIGMA_SIZE; c++)
{
int u = ch[][c];
if(u)
{
f[u] = ;
q.push(u);
}
} while(!q.empty())
{
int r = q.front();
q.pop();
for(int c=; c<SIGMA_SIZE; c++)
{
int u = ch[r][c];
if(!u)
{
ch[r][c]=ch[f[r]][c];
continue;
}
q.push(u);
int v = f[r];
while(v&&!ch[v][c])
v = f[v];
f[u] = ch[v][c];
match[u] |=match[f[u]];
}
}
}
}; AhoCorasickAutomata ac; double d[MAXNODE][];
int vis[MAXNODE][]; double getProb(int u,int l)
{
if(!l) return 1.0;
if(vis[u][l]) return d[u][l];
vis[u][l] = ;
double& ans = d[u][l];
ans = 0.0;
for(int i=; i<n; i++)
{
if(!ac.match[ac.ch[u][i]])
ans += prob[i]*getProb(ac.ch[u][i],l-);
}
return ans;
} int main()
{
freopen("in.txt","r",stdin);
int T;
scanf("%d",&T);
for(int kase = ; kase<=T; kase ++)
{
int k,l;
scanf("%d",&k);
for(int i=; i<k; i++)
scanf("%s",s[i]); scanf("%d",&n);
for(int i=; i<n; i++)
{
char ch[];
scanf("%s%lf",ch,&prob[i]);
idx[ch[]] = i;
} ac.init();
for(int i=; i<k; i++)
ac.insert(s[i]);
ac.getFail();
scanf("%d",&l);
memset(vis,,sizeof(vis));
printf("Case #%d: %.6lf\n",kase,getProb(,l));
} return ;
}

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