BZOJ 2434: [Noi2011]阿狸的打字机

Description

阿狸喜欢收藏各种稀奇古怪的东西,最近他淘到一台老式的打字机。打字机上只有28个按键,分别印有26个小写英文字母和’B’、‘P’两个字母。

经阿狸研究发现,这个打字机是这样工作的:

  1. 输入小写字母,打字机的一个凹槽中会加入这个字母(这个字母加在凹槽的最后)。

  2. 按一下印有’B’的按键,打字机凹槽中最后一个字母会消失。

  3. 按一下印有’P’的按键,打字机会在纸上打印出凹槽中现有的所有字母并换行,但凹槽中的字母不会消失。

例如,阿狸输入aPaPBbP,纸上被打印的字符如下:

a

aa

ab

我们把纸上打印出来的字符串从1开始顺序编号,一直到n。打字机有一个非常有趣的功能,在打字机中暗藏一个带数字的小键盘,在小键盘上输入两个数(x,y)(其中1≤x,y≤n),打字机会显示第x个打印的字符串在第y个打印的字符串中出现了多少次。

阿狸发现了这个功能以后很兴奋,他想写个程序完成同样的功能,你能帮助他么?

Input

输入的第一行包含一个字符串,按阿狸的输入顺序给出所有阿狸输入的字符。

第二行包含一个整数m,表示询问个数。

接下来m行描述所有由小键盘输入的询问。其中第i行包含两个整数x, y,表示第i个询问为(x, y)。

Output

输出m行,其中第i行包含一个整数,表示第i个询问的答案。

Sample Input

aPaPBbP

3

1 2

1 3

2 3

Sample Output

2

1

0

HINT

1<=N<=10^5

1<=M<=10^5

输入总长<=10^5

Solution

AC自动机+树状数组。

刚拿到这道题真的一头雾水。。只会建Trie暴力AC自动机匹配。。其实我们可以想,答案是在干什么?

统计x字符串在y字符串中出现的次数。x在y中出现当且仅当x是y的一个前缀的一个后缀。

首先要明确两点:

一、对于y的所有前缀,就是Trie树上根到y节点的路径:

如图所示,“hers ”的所有前缀为h,he,her,hers,都在root到最右边绿色节点的路径上。

二、对于一个节点i,i的所有出现过的后缀其实是fail树中root到i点的路径,如图:

hers(9)的一个后缀s(3)恰好为其fail树中的父节点。

有了这两点我们可以得到一个比较朴素的暴力,对于每次询问,枚举y字符串的所有前缀,在fail树中统计x节点是多少个这些前缀中的祖先(自己也算自己的祖先)。(可能有点绕,大家慢慢捋一捋)

例如询问hers中出现过多少个he,就是he代表的节点2在hers的前缀{0,1,2,8,9}中成为祖先的次数,即1次。因此hers中he出现了1次。

因为题目没有强制在线,因此我们可以离线处理所有询问。

我们可以对这颗Trie进行dfs,这样每当访问到一个节点y的时候,root到y的路径上的所有点已经访问过了。假设有一个询问(x,y),那么答案就是fail树中,root到y这些节点在x的子树中出现次数。

为什么呢?因为从x的子树中一定可以走到x,也就是说x一定是其子树中所有节点的后缀。

统计x的子树中出现次数,我们可以先对fail树进行另一遍dfs,把子树变成序列,然后答案就是某一段序列(x的子树序列)中有多少个root到y的节点。

于是问题就变成了点修改(dfs中遍历到y时+1,y出栈时-1),区间求和(另一遍dfs中x子树代表的区间)的问题,可以用树状数组搞定。

Code

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <queue>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int INF = 1009999999;
const int maxn = 100005;
int getint() {
	int r = 0, k = 1; char c = getchar();
	for (; '0' > c || c > '9'; c = getchar()) if (c == '-') k = -1;
	for (; '0' <= c && c <= '9'; c = getchar()) r = r * 10 - '0' + c;
	return r * k;
}
queue<int> Q;
char str[maxn], tmp[maxn];
int tid[maxn], dfn[maxn], clo;
struct query_type { int to, next, id; } edge[maxn];
int h[maxn], cnte = 1;
inline int lowbit(int x) { return x & (-x); }
namespace Trie {
	int go[maxn][26], fa[maxn], fail[maxn], root = 0, tot, trans[maxn][26];
	struct edge_type { int to, next; } edge[maxn];
	int h[maxn], cnte = 1;
	void ins(int x, int y) {
		edge[++cnte].to = y;
		edge[cnte].next = h[x];
		h[x] = cnte;
	}
	void build_fail() {
		for (int i = 0; i < 26; ++i)
			if (go[root][i]) {
				fail[go[root][i]] = root;
				Q.push(go[root][i]);
			}
		int now;
		while (!Q.empty()) {
			now = Q.front(); Q.pop();
			for (int i = 0; i < 26; ++i) {
				if (go[now][i]) {
					Q.push(go[now][i]);
					fail[go[now][i]] = go[fail[now]][i];
				} else go[now][i] = go[fail[now]][i];
			}
		}
	}
	void dfs(int now, int father) {
		tid[now] = ++clo;
		for (int i = h[now]; i; i = edge[i].next)
			if (edge[i].to != father)
				dfs(edge[i].to, now);
		dfn[now] = clo;
	}
	void dfs_fail() {
		for (int i = 1; i <= tot; ++i)
			ins(fail[i], i);
		dfs(root, -1);
	}
}
using Trie::go;
using Trie::fa;
using Trie::tot;
using Trie::trans;
inline bool is_lower(char x) { return 'a' <= x && x <= 'z'; }
int nod[maxn], cnt, Ans[maxn];
void init() {
	scanf("%s", str);
	int now = Trie::root;
	for (int i = 0; str[i]; ++i) {
		if (is_lower(str[i])) {
			if (!go[now][str[i]-'a']) {
				trans[now][str[i]-'a'] = go[now][str[i]-'a'] = ++tot;
				fa[tot] = now;
			}
			now = go[now][str[i]-'a'];
		} else {
			if (str[i] == 'B') now = fa[now];
			else nod[++cnt] = now;
		}
	}
	Trie::build_fail();
	Trie::dfs_fail();
}
void ins(int x, int y, int z) {
	edge[++cnte].to = y;
	edge[cnte].next = h[x];
	edge[cnte].id = z;
	h[x] = cnte;
}
int c[maxn];
void Add(int pos, int val) {
	for (int i = pos; i <= clo; i += lowbit(i))
		c[i] += val;
}
int query(int pos) {
	int ret = 0;
	for (int i = pos; i; i -= lowbit(i))
		ret += c[i];
	return ret;
}
inline int Query(int l, int r) { return query(r) - query(l - 1); }
void dfs(int now, int father) {
	Add(tid[now], 1);
	for (int i = h[now]; i; i = edge[i].next)
		Ans[edge[i].id] = Query(tid[edge[i].to], dfn[edge[i].to]);
	for (int i = 0; i < 26; ++i)
		if (trans[now][i])
			dfs(trans[now][i], now);
	Add(tid[now], -1);
}
int main() {
	init();
	int m = getint(), x, y;
	for (int i = 1; i <= m; ++i) {
		x = getint(); y = getint();
		ins(nod[y], nod[x], i);
	}
	dfs(Trie::root, -1);
	for (int i = 1; i <= m; ++i)
		printf("%d\n", Ans[i]);
	return 0;
}