AC自动机(转)
http://www.cppblog.com/mythit/archive/2009/04/21/80633.html
首先简要介绍一下AC自动机:Aho-Corasick automation,该算法在1975年产生于贝尔实验室,是著名的多模匹配算法之一。一个常见的例子就是给出n个单词,再给出一段包含m个字符的文章,让你找出有多少个单词在文章里出现过。要搞懂AC自动机,先得有模式树(字典树)Trie和KMP模式匹配算法的基础知识。AC自动机算法分为3步:构造一棵Trie树,构造失败指针和模式匹配过程。
如果你对KMP算法和了解的话,应该知道KMP算法中的next函数(shift函数或者fail函数)是干什么用的。KMP中我们用两个指针i和j分别表示,A[i-j+ 1..i]与B[1..j]完全相等。也就是说,i是不断增加的,随着i的增加j相应地变化,且j满足以A[i]结尾的长度为j的字符串正好匹配B串的前 j个字符,当A[i+1]≠B[j+1],KMP的策略是调整j的位置(减小j值)使得A[i-j+1..i]与B[1..j]保持匹配且新的B[j+1]恰好与A[i+1]匹配,而next函数恰恰记录了这个j应该调整到的位置。同样AC自动机的失败指针具有同样的功能,也就是说当我们的模式串在Tire上进行匹配时,如果与当前节点的关键字不能继续匹配的时候,就应该去当前节点的失败指针所指向的节点继续进行匹配。
看下面这个例子:给定5个单词:say she shr he her,然后给定一个字符串yasherhs。问一共有多少单词在这个字符串中出现过。我们先规定一下AC自动机所需要的一些数据结构,方便接下去的编程。
const int kind = ;
struct node{
node *fail; //失败指针
node *next[kind]; //Tire每个节点的个子节点(最多个字母)
int count; //是否为该单词的最后一个节点
node(){ //构造函数初始化
fail=NULL;
count=;
memset(next,NULL,sizeof(next));
}
}*q[]; //队列,方便用于bfs构造失败指针
char keyword[]; //输入的单词
char str[]; //模式串
int head,tail; //队列的头尾指针
有了这些数据结构之后,就可以开始编程了:
首先,将这5个单词构造成一棵Tire,如图-1所示。
void insert(char *str,node *root){
node *p=root;
int i=,index;
while(str[i]){
index=str[i]-'a';
if(p->next[index]==NULL) p->next[index]=new node();
p=p->next[index];
i++;
}
p->count++; //在单词的最后一个节点count+1,代表一个单词
}
在构造完这棵Tire之后,接下去的工作就是构造下失败指针。构造失败指针的过程概括起来就一句话:设这个节点上的字母为C,沿着他父亲的失败指针走,直到走到一个节点,他的儿子中也有字母为C的节点。然后把当前节点的失败指针指向那个字母也为C的儿子。如果一直走到了root都没找到,那就把失败指针指向root。具体操作起来只需要:先把root加入队列(root的失败指针指向自己或者NULL),这以后我们每处理一个点,就把它的所有儿子加入队列,队列为空。
void build_ac_automation(node *root){
int i;
root->fail=NULL;
q[head++]=root;
while(head!=tail){
node *temp=q[tail++];
node *p=NULL;
for(i=;i<;i++){
if(temp->next[i]!=NULL){
if(temp==root) temp->next[i]->fail=root;
else{
p=temp->fail;
while(p!=NULL){
if(p->next[i]!=NULL){
temp->next[i]->fail=p->next[i];
break;
}
p=p->fail;
}
if(p==NULL) temp->next[i]->fail=root;
}
q[head++]=temp->next[i];
}
}
}
}
从代码观察下构造失败指针的流程:对照图-2来看,首先root的fail指针指向NULL,然后root入队,进入循环。第1次循环的时候,我们需要处理2个节点:root->next[‘h’-‘a’](节点h) 和 root->next[‘s’-‘a’](节点s)。把这2个节点的失败指针指向root,并且先后进入队列,失败指针的指向对应图-2中的(1),(2)两条虚线;第2次进入循环后,从队列中先弹出h,接下来p指向h节点的fail指针指向的节点,也就是root;进入第13行的循环后,p=p->fail也就是p=NULL,这时退出循环,并把节点e的fail指针指向root,对应图-2中的(3),然后节点e进入队列;第3次循环时,弹出的第一个节点a的操作与上一步操作的节点e相同,把a的fail指针指向root,对应图-2中的(4),并入队;第4次进入循环时,弹出节点h(图中左边那个),这时操作略有不同。在程序运行到14行时,由于p->next[i]!=NULL(root有h这个儿子节点,图中右边那个),这样便把左边那个h节点的失败指针指向右边那个root的儿子节点h,对应图-2中的(5),然后h入队。以此类推:在循环结束后,所有的失败指针就是图-2中的这种形式。
最后,我们便可以在AC自动机上查找模式串中出现过哪些单词了。匹配过程分两种情况:(1)当前字符匹配,表示从当前节点沿着树边有一条路径可以到达目标字符,此时只需沿该路径走向下一个节点继续匹配即可,目标字符串指针移向下个字符继续匹配;(2)当前字符不匹配,则去当前节点失败指针所指向的字符继续匹配,匹配过程随着指针指向root结束。重复这2个过程中的任意一个,直到模式串走到结尾为止。
int query(node *root){
int i=,cnt=,index,len=strlen(str);
node *p=root;
while(str[i]){
index=str[i]-'a';
while(p->next[index]==NULL && p!=root) p=p->fail;
p=p->next[index];
p=(p==NULL)?root:p;
node *temp=p;
while(temp!=root && temp->count!=-){
cnt+=temp->count;
temp->count=-;
temp=temp->fail;
}
i++;
}
return cnt;
}
对照图-2,看一下模式匹配这个详细的流程,其中模式串为yasherhs。对于i=0,1。Trie中没有对应的路径,故不做任何操作;i=2,3,4时,指针p走到左下节点e。因为节点e的count信息为1,所以cnt+1,并且讲节点e的count值设置为-1,表示改单词已经出现过了,防止重复计数,最后temp指向e节点的失败指针所指向的节点继续查找,以此类推,最后temp指向root,退出while循环,这个过程中count增加了2。表示找到了2个单词she和he。当i=5时,程序进入第5行,p指向其失败指针的节点,也就是右边那个e节点,随后在第6行指向r节点,r节点的count值为1,从而count+1,循环直到temp指向root为止。最后i=6,7时,找不到任何匹配,匹配过程结束。
AC自动机(转)的更多相关文章
- 基于trie树做一个ac自动机
基于trie树做一个ac自动机 #!/usr/bin/python # -*- coding: utf-8 -*- class Node: def __init__(self): self.value ...
- AC自动机-算法详解
What's Aho-Corasick automaton? 一种多模式串匹配算法,该算法在1975年产生于贝尔实验室,是著名的多模式匹配算法之一. 简单的说,KMP用来在一篇文章中匹配一个模式串:但 ...
- python爬虫学习(11) —— 也写个AC自动机
0. 写在前面 本文记录了一个AC自动机的诞生! 之前看过有人用C++写过AC自动机,也有用C#写的,还有一个用nodejs写的.. C# 逆袭--自制日刷千题的AC自动机攻克HDU OJ HDU 自 ...
- BZOJ 2434: [Noi2011]阿狸的打字机 [AC自动机 Fail树 树状数组 DFS序]
2434: [Noi2011]阿狸的打字机 Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 256 MBSubmit: 2545 Solved: 1419[Submit][Sta ...
- BZOJ 3172: [Tjoi2013]单词 [AC自动机 Fail树]
3172: [Tjoi2013]单词 Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 512 MBSubmit: 3198 Solved: 1532[Submit][Status ...
- BZOJ 1212: [HNOI2004]L语言 [AC自动机 DP]
1212: [HNOI2004]L语言 Time Limit: 10 Sec Memory Limit: 162 MBSubmit: 1367 Solved: 598[Submit][Status ...
- [AC自动机]【学习笔记】
Keywords Search Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 131072/131072 K (Java/Others)To ...
- AC自动机 HDU 3065
大概就是裸的AC自动机了 #include<stdio.h> #include<algorithm> #include<string.h> #include< ...
- AC自动机 HDU 2896
n个字串 m个母串 字串在母串中出现几次 #include<stdio.h> #include<algorithm> #include<string.h> #inc ...
- 【BZOJ-3881】Divljak AC自动机fail树 + 树链剖分+ 树状数组 + DFS序
3881: [Coci2015]Divljak Time Limit: 20 Sec Memory Limit: 768 MBSubmit: 508 Solved: 158[Submit][Sta ...
随机推荐
- Ubuntu 14.04 LTS Server 无法挂载光盘 启动initramfs等问题
今天需要在戴尔R410服务器上装64位的Linux,师兄给了个14.04的server 64位镜像.一开始打算用U盘安装,用软碟通烧写镜像之后,在服务器端设置从U盘启动,但是安装到一半出现了光盘无法挂 ...
- java读取word内容
暂时只写读取word内容的方法. 依赖的jar: poi-3.9-20121203.jarpoi-ooxml-3.9-20121203.jarxmlbeans-2.3.0.jar package co ...
- UVA 11983 Weird Advertisement --线段树求矩形问题
题意:给出n个矩形,求矩形中被覆盖K次以上的面积的和. 解法:整体与求矩形面积并差不多,不过在更新pushup改变len的时候,要有一层循环,来更新tree[rt].len[i],其中tree[rt] ...
- uGUI练习(六) ScrollView
练习目标 练习uGUI的滑动组件 一.相关组件 ScrollRect Mask Grid Layout Group Scrollbar 二.步骤 1.创建一个Panel,命名为ScrollRect,添 ...
- [转]Ubuntu 用vsftpd 配置FTP服务器
FROM : http://www.cnblogs.com/CSGrandeur/p/3754126.html 网上的文章好难懂啊..只想要简单粗暴,弄好能用就行啊,复杂的以后研究不行吗...折腾好久 ...
- C#事件与接口
using System; namespace ConsoleApplication1d { delegate void MsgDel(string s); interface IMsg { even ...
- [转]SRTM、ASTER GDEM等全球数字高程数据(DEM)下载方式简介
之前写过一篇短文对比过几种数字高程数据的区别:5种全球高程数据对比,这篇文章简要介绍下如何下载这些数据. 1.DLR的数字高程数据.该数据也是SRTM(shuttle radar topo ...
- Jdeveloper 太慢 slowly
https://blogs.oracle.com/shay/entry/is_your_jdeveloper_slow_it_sho http://bexhuff.com/2012/09/jdevel ...
- 挂多个class还是新建class —— 多用组合,少用继承
用css实现下面的效果图. 方案一 <style type="text/css"> .myList1 { border: 1px solid #333; padding ...
- 联想Y50p预装win8系统改为win7
&1 修改OS Optimized Defaults 开机,按[F2]进入BIOS设置,按右方向键选择到EXIT上面,按下方向键选择OS Optimized Defaults,回车,将Win8 ...