【AC自动机】HDUOJ 2222+3065+2896

  在模式匹配过程中，如果模板有很多个，KMP算法就不太合适了，因为每次查找一个模板，都要遍历整个文本串。可不可以只遍历一次文本串呢？可以，方法是把所有模板建成一个大的状态转移图（称为Aho-Corasick自动机，简称AC自动机），而不是每个模板各建一个状态转移图。注意到KMP的状态转移图是线性的字符串加上失配边组成的，不难想到AC自动机是Trie加上失配边组成的。

  AC自动机详解：http://blog.csdn.net/niushuai666/article/details/7002823

  本人学习就是参考这个博客，对AC自动机有了简单的理解，重点是fail指针的构造转移。下面来看一个模板题，AC自动机入门：

  题目链接：http://acm.hdu.edu.cn/showPRoblem.php?pid=2222

#include<stdio.h>#include<algorithm>#include<string.h>#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<queue>#include<map>#include<stack>using namespace std;#define mann 500010#define INF 0x3f3f3f3f#define Max 1e14+10typedef long long LL;struct Trie{    int next[mann][26],fail[mann],end[mann];    int root,L;    int newnode()    {        for(int i=0;i<26;i++)            next[L][i]=-1;        end[L++]=0;        return L-1;    }    void init()//初始化    {        L=0;        root=newnode();    }    void insert(char buf[])//建立字典树    {        int len=strlen(buf);        int now=root;        for(int i=0;i<len;i++)        {            if(next[now][buf[i]-'a']==-1)                next[now][buf[i]-'a']=newnode();            now=next[now][buf[i]-'a'];        }        end[now]++;//标记根节点    }    void build()//fail指针的构造，匹配失败时要跳到的位置，AC自动机的核心，自己慢慢体会    {        queue<int>Q;        fail[root]=root;        for(int i=0;i<26;i++)            if(next[root][i]==-1)            next[root][i]=root;        else        {            fail[next[root][i]]=root;            Q.push(next[root][i]);        }        while(!Q.empty())        {            int now=Q.front();            Q.pop();            for(int i=0;i<26;i++)                if(next[now][i]==-1)                next[now][i]=next[fail[now]][i];            else            {                fail[next[now][i]]=next[fail[now]][i];                Q.push(next[now][i]);            }        }    }    int query(char buf[])//遍历查询    {        int len=strlen(buf);        int now=root;        int res=0;        for(int i=0;i<len;i++)        {            now=next[now][buf[i]-'a'];            int temp=now;            while(temp!=root)            {                res+=end[temp];                end[temp]=0;                temp=fail[temp];            }        }        return res;    }};char buf[mann*2];Trie ac;int main(){    int T,n;    scanf("%d",&T);    while(T--)    {        scanf("%d",&n);        ac.init();        for(int i=0;i<n;i++)        {            scanf("%s",buf);            ac.insert(buf);        }        ac.build();        scanf("%s",buf);        printf("%d/n",ac.query(buf));    }    return 0;}
推荐题目1：http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3065
按顺序输出文本串中出现每个模式串的个数。和上一题差不多，标记不同。注意字符串中字符都是ASCII码可见字符（不包括回车）。
#include<stdio.h>#include<algorithm>#include<string.h>#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<math.h>#include<queue>#include<map>#include<stack>using namespace std;#define mann 500010#define INF 0x3f3f3f3f#define Max 1e14+10typedef long long LL;struct Trie{    int next[mann][128],fail[mann],end[mann];    int root,L;    int newnode()    {        for(int i=0; i<128; i++)            next[L][i]=-1;        end[L++]=-1;        return L-1;    }    void init()    {        L=0;        root=newnode();    }    void insert(char buf[],int id)    {        int len=strlen(buf);        int now=root;        for(int i=0; i<len; i++)        {            if(next[now][buf[i]]==-1)                next[now][buf[i]]=newnode();            now=next[now][buf[i]];        }        end[now]=id;    }    void build()    {        queue<int>Q;        fail[root]=root;        for(int i=0; i<128; i++)            if(next[root][i]==-1)                next[root][i]=root;            else            {                fail[next[root][i]]=root;                Q.push(next[root][i]);            }        while(!Q.empty())        {            int now=Q.front();            Q.pop();            for(int i=0; i<128; i++)                if(next[now][i]==-1)                    next[now][i]=next[fail[now]][i];                else                {                    fail[next[now][i]]=next[fail[now]][i];                    Q.push(next[now][i]);                }        }    }    int num[mann];    void query(char buf[])    {        memset(num,0,sizeof(num));        int len=strlen(buf);        int now=root;        int res=0;        for(int i=0; i<len; i++)        {            now=next[now][buf[i]];            int temp=now;            while(temp!=root)            {                if(end[temp]!=-1)                    num[end[temp]]++;                //res+=end[temp];                //end[temp]=0;                temp=fail[temp];            }        }        //return res;    }};char buf[mann*4];char ss[1005][150];Trie ac;int main(){    int n,m;    while(~scanf("%d",&n))    {        ac.init();        for(int i=0; i<n; i++)        {            scanf("%s",ss[i]);            ac.insert(ss[i],i);        }        ac.build();        scanf("%s",buf);        ac.query(buf);        for(int i=0;i<n;i++)        {            if(ac.num[i])                printf("%s: %d/n",ss[i],ac.num[i]);        }    }    return 0;}
推荐题目2：http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2896
问你目标串中出现几个模式串，然后把每个出现模式串的ID按顺序输出。用num数组标记统计一下就好，和HDU3065（上一题）的标记一样，输出格式不同而已。