BZOJ4713 迷失的字符串 解题报告

BZOJ4713

题目大意：有 \(n\) 个点 \(n-1\) 条边，每条边有一个字符。给你 \(m\) 个字符串 \(s_i\)，问每个字符串是否可以通过树上的一条简单路径表示。

\(n,m\le 30000,\sum |s_i|\le 30000\)

题解

一眼可以看出是点分治，因为路径可以看作点对，判断一个字符串是否出现使用hash即可（为了防止被卡，可能要模数奇怪点，或者多模）。

因为询问 \(m\) 很大，我们不能每次对于每个子树都枚举询问。具体来说对于每个分治重心，将子树里的所有点到重心的路径字符串hash值加入hash表，然后如果一个值分别被从两个不同的子树加入，那么可以知道这个值不管如何都可以和别的任何可行的值进行配对，因为它总能至少有一个与别的值位于不同子树的位置。做完这些就枚举询问，将每个询问的字符串拆分成两段求hash值，看是否都出现且不位于相同子树。然后得到答案的询问可以用链表删除来卡常。

然后发现这样还是有点问题，算一下复杂度是 \(O(n\log n+nm)\) 显然寄了。

发现如果我们对询问建立trie树，然后dfs每个点，并以这个点扩展的同时按照树上的边权跳trie树，那么这样可得到一个与 \(m\) 无关的 \(O(n^2)\) 的暴力。可以优化一下，如果当前trie下的字符串被算过了，就删除，然后减小trie树上每个点维护的 \(sz\) ，发现 \(sz=0\) 就直接退出以此剪枝。总之复杂度小于 \(O(n^2)\) 。

可能你疑惑我为什么讲一个暴力做法？其实因为这个暴力复杂度几乎与 \(m\) 无关，那么可以考虑根号分治。对于点分治下的子树 \(sz\ge \sqrt n\) 的，我们考虑点分治枚举询问做，因为分治子树大小一小于 \(\sqrt n\)，就直接跑暴力去了，由 \(\frac{n}{2^k}\le \sqrt n\) ，得 \(\log\sqrt n\le k\)，可知复杂度为 \(O(n\log\sqrt n+\sqrt nm)\)。

而对于分治子树 \(sz<\sqrt n\) 的，我们最坏复杂度 \(O(n)\)。综上总复杂度 \(O(n\log\sqrt n+\sqrt nm+n)\) ，足以通过此题。

参考代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define db double
#define filein(a) freopen(#a".in","r",stdin)
#define fileot(a) freopen(#a".out","w",stdout)
#define sky fflush(stdout)
#define gc getchar
#define pc putchar
namespace IO{
	template<class T>
	inline void read(T &s){
		s=0;char ch=gc();bool f=0;
		while(ch<'0'||'9'<ch) {if(ch=='-') f=1;ch=gc();}
		while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s*10+(ch^48);ch=gc();}
		if(ch=='.'){
			db p=0.1;ch=gc();
			while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s+p*(ch^48);ch=gc();}
		}
		s=f?-s:s;
	}
	template<class T,class ...A>
	inline void read(T &s,A &...a){
		read(s);read(a...);
	}
	inline bool blank(char c){
		return c==' ' or c=='\t' or c=='\n' or c=='\r' or c==EOF;
	}
	inline void gs(std::string &s){
		s+='#';char ch=gc();
		while(blank(ch) ) ch=gc();
		while(!blank(ch) ){
			s+=ch;ch=gc();
		}
	}
};
using IO::read;
using IO::gs;
const int N=3e4+3;
int n;
std::vector<int>head,nxt;
struct Edge{
	int u,v;
	char w;
};std::vector<Edge>to;
inline void join(int u,int v,char w){
	nxt.push_back(head[u]);
	head[u]=to.size();
	to.push_back({u,v,w});
}
const int Sz=1e7+9;
struct pr{
	ll x,x2;
};
struct Hash_map{
	std::vector<int>head,nxt;
	struct node{
		pr x;
		int val;
	};
	Hash_map(){
		head.resize(Sz+3,-1);
	};
	std::vector<node>to;
	inline int& operator [] (pr x){
		int u=(x.x+x.x2)%Sz;
		for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
			if(to[i].x.x==x.x and to[i].x.x2==x.x2){
				return to[i].val;
			}
		}
		nxt.push_back(head[u]);
		head[u]=to.size();
		to.push_back({x,0});
		return to[to.size()-1].val;
	}
}ex;
std::string s[N],s2[N];
int sum,rt;
int sz[N],wei[N];
bool vis[N],ans[N];
inline void getroot(int u,int f){
	sz[u]=1;wei[u]=0;
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v;
		if(v==f or vis[v]) continue;
		getroot(v,u);
		sz[u]+=sz[v];
		wei[u]=std::max(wei[u],sz[v]);
	}
	wei[u]=std::max(wei[u],sum-sz[u]);
	if(!rt or wei[rt]>wei[u]){
		rt=u;
	}
}
const ll mod1=1e15+23,mod2=1e14+31;
const int p1=1361,p2=1009;
ll P1[N],P2[N];
std::vector<pr>cls;
inline void getdis(int u,int f,ll hs,ll hs2,int id){
	int k=ex[{hs,hs2}];
	if(k==id or k==0) ex[{hs,hs2}]=id;
	else ex[{hs,hs2}]=-1;
	cls.push_back({hs,hs2});
	//fprintf(stderr,"%d %lld %lld\n",u,hs,hs2);
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v;
		if(v==f or vis[v]) continue;
		getdis(v,u,(1ll*hs*p1%mod1+(to[i].w-'a'+1) )%mod1,
		(1ll*hs2*p2%mod2+(to[i].w-'a'+1) )%mod2,id);
	}
}
int size;
struct List{
	int x,r;
}p[N];
inline void Erase(int x){
	p[x].x=p[p[x].r].x;
	p[x].r=p[p[x].r].r;
	--size;
}
int m;
inline void calc(int u){
	//fprintf(stderr,"%d\n",u);
	cls.clear();
	int id=1;
	ex[{0,0}]=id;
	cls.push_back({0,0});
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v;
		if(vis[v]) continue;
		++id;
		getdis(v,u,to[i].w-'a'+1,to[i].w-'a'+1,id);
	}
	for(int i=1;(i and p[i].x) and size;){
		//fprintf(stderr," %d\n",p[i].x);
		bool flag=0;
		int len=s[p[i].x].size()-1;
		ll hl=0,hr=0;
		ll hl2=0,hr2=0;
		for(int j=1;j<=len;++j){
			hr=(1ll*hr*p1%mod1+(s[p[i].x][j]-'a'+1) )%mod1;
			hr2=(1ll*hr2*p2%mod2+(s[p[i].x][j]-'a'+1) )%mod2;
		}
		//fprintf(stderr,"%d %d %d\n",0,hl,hr);
		if(ex[{hr,hr2}]){
			ans[p[i].x]=1;
			//fprintf(stderr,"Kill %d\n",p[i].x);
			Erase(i);flag=1;
			continue;
		}
		for(int j=1;j<=len;++j){
			hr=(hr-1ll*(s[p[i].x][j]-'a'+1)*P1[len-j]%mod1+mod1)%mod1;
			hr2=(hr2-1ll*(s[p[i].x][j]-'a'+1)*P2[len-j]%mod2+mod2)%mod2;
			hl=(hl+1ll*P1[j-1]*(s[p[i].x][j]-'a'+1)%mod1)%mod1;
			hl2=(hl2+1ll*P2[j-1]*(s[p[i].x][j]-'a'+1)%mod2)%mod2;
			//fprintf(stderr,"%d %d %d\n",j,hl,hr);
			int k1=ex[{hl,hl2}],k2=ex[{hr,hr2}];
			//fprintf(stderr,"%d %d\n",k1,k2);
			if(k1 and k2 and (k1==-1 or k2==-1 or k1!=k2) ){
				ans[p[i].x]=1;
				//fprintf(stderr,"Kill %d\n",p[i].x);
				Erase(i);flag=1;
				break;
			}
		}
		if(!flag) i=p[i].r;
	}
	for(auto it:cls){
		ex[it]=0;
	}
}
int tot=0;
int ch[N][26];
int csz[N];
std::vector<int>val[N];
inline void ins(const std::string &s,int id){
	int p=0,len=s.size()-1;
	for(int i=1;i<=len;++i){
		int c=s[i]-'a';
		if(!ch[p][c]) ch[p][c]=++tot;
		++csz[p];
		p=ch[p][c];
	}
	++csz[p];
	val[p].push_back(id);
}
int dfs2(int u,int f,int p){
	int d=0;
	if(!val[p].empty() ){
		d+=val[p].size();
		for(auto it:val[p]) ans[it]=1;
		val[p].clear();
	}
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v,c=to[i].w-'a';
		if(v==f or vis[v]) continue;
		if(ch[p][c] and csz[ch[p][c] ])
			d+=dfs2(v,u,ch[p][c]);
	}
	csz[p]-=d;
	return d;
}
void dfs1(int u,int f){
	dfs2(u,u,0);
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v;
		if(v==f or vis[v]) continue;
		dfs1(v,u);
	}
}
const int sqn=sqrt(N);
void dfs(int u){
	if(sum>sqn)
		calc(u);
	else{
		dfs1(u,u);
		return;
	}
	vis[u]=1;
	for(int i=head[u];~i;i=nxt[i]){
		int v=to[i].v;
		if(vis[v]) continue;
		rt=0;sum=sz[v];
		getroot(v,u);
		dfs(rt);
	}
}
int main(){
	filein(a);fileot(a);
	read(n);
	head.resize(n+3,-1);
	for(int i=1;i<n;++i){
		int u,v;char c;
		read(u,v);
		scanf("%c",&c);
		join(u,v,c);join(v,u,c);
	}
	read(m);
	for(int i=1;i<=m;++i){
		gs(s[i]);
		p[i].r=i+1;
		p[i].x=i;
		ins(s[i],i);
	}
	P1[0]=P2[0]=1;
	for(int i=1;i<=(int)3e4;++i){
		P1[i]=1ll*P1[i-1]*p1%mod1;
		P2[i]=1ll*P2[i-1]*p2%mod2;
	}
	size=m;
	sum=n;rt=0;
	getroot(1,1);
	dfs(rt);
	for(int i=1;i<=m;++i){
		if(ans[i]) printf("YES\n");
		else printf("NO\n");
	}
	fprintf(stderr,"%dms\n",clock() );
	return 0;
}