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后缀数组 (由倍增算法构造)

2018年01月14日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1988字 ⁄ 字号 评论关闭
//倍增算法构造后缀数组
//时间复杂度O(nlogn)			空间复杂度O(n)
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>

using namespace std;

#define MAXN 110000

int n;																//n为处理字符串s的长度
char s[MAXN],tmp[MAXN];														//s为输入的字符串
int sa[MAXN],t[MAXN],t2[MAXN],c[MAXN];

int idx(char c)
{
	return c-'a';
}

void print(int *num,int d)
{
	printf("\n");
	for(int i=0;i<d;i++)
		printf("%d %d\n",i,num[i]);
	printf("\n");
}

//构造字符串s的后缀数组,每个字符值必须为0--m-1
void build_sa(int m)
{
	int i,*x=t,*y=t2;
	//基数排序
	for(i=0;i<m;i++)	c[i]=0;
	for(i=0;i<n;i++)	c[x[i]=idx(s[i])]++;
	for(i=1;i<m;i++)	c[i]+=c[i-1];
	for(i=n-1;i>=0;i--)	sa[--c[x[i]]]=i;
	for(int k=1;k<=n;k<<=1)
	{
		int p=0;

		//直接利用sa数组排序第二关键字
		for(i=n-k;i<n;i++)	y[p++]=i;
		for(i=0;i<n;i++)	if(sa[i]>=k)	y[p++]=sa[i]-k;

		//基数排序第一关键字
		for(i=0;i<m;i++)	c[i]=0;
		for(i=0;i<n;i++)	c[x[y[i]]]++;
		for(i=0;i<m;i++)	c[i]+=c[i-1];
		for(i=n-1;i>=0;i--)	sa[--c[x[y[i]]]]=y[i];

		//根据sa和y数组计算新的x数组
		swap(x,y);
		p=1;x[sa[0]]=0;
		for(i=1;i<n;i++)
			x[sa[i]]=y[sa[i-1]]==y[sa[i]] && y[sa[i-1]+k]==y[sa[i]+k]?p-1:p++;
		if(p>=n)
			break;												//以后即使继续倍增,sa也不会改变,退出
		m=p;													//下次基数排序的最大值
	}
}


int m;															//模版长度
int cmp_suffix(char *pattern,int p)								//判断模版s是否为后缀p的前缀
{
	return strncmp(pattern,s+sa[p],m);	
}

//多模版匹配问题。直接在后缀数组里进行二分查找,找到其中一个匹配位置(可以改成找出所有位置的代码)
//每次查询的时间复杂度为O(mlogn),其中n为文本串的长度,m为模式串的长度
/*
int find(char *p)
{
	m=strlen(p);
	if(cmp_suffix(p,0)<0)	return -1;
	if(cmp_suffix(p,n-1)>0) return -1;
	int L=0,R=n-1;
	while(L<=R)													//二分查找
	{
		int M=L+(R-L)/2;
		int res=cmp_suffix(p,M);
		if(!res)
			return M;
		if(res<0)
			R=M-1;
		else
			L=M+1;
	}
	return -1;														//找不到
}
*/
//输出所有位置的find函数
int find(char *p)
{
	m=strlen(p);
	if(cmp_suffix(p,0)<0)	return -1;
	if(cmp_suffix(p,n-1)>0) return -1;
	int L=0,R=n-1;
	while(L<=R)													//二分查找
	{
		int M=L+(R-L)/2;
		int res=cmp_suffix(p,M);
		if(!res)
		{
			printf("%d\n",sa[M]);
			for(int i=M-1;i>=0;i--)
				if(cmp_suffix(p,i)==0)
				{
					printf("%d\n",sa[i]);
				}
				else
					break;
			for(int i=M+1;i<n;i++)
				if(cmp_suffix(p,i)==0)
				{
					printf("%d\n",sa[i]);
				}
				else
					break;
			return M;
		}
		if(res<0)
			R=M-1;
		else
			L=M+1;
	}
	return -1;														//找不到
}

int main()
{
	int i,t,x;

	freopen("e:\\in.txt","r",stdin);
	while(scanf("%s",s)==1)
	{
		n=strlen(s);
		build_sa(26);
		printf("\nsa:");	print(sa,n);
		scanf("%d",&t);
		for(i=1;i<=t;i++)
		{
			scanf("%s",tmp);
			x=find(tmp);
			if(x==-1)
				printf("%d\n",x);
		}
	}
	return 0;
}



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