Luogu P4248 [AHOI2013]差异

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神仙题。或者可能我太菜了没见过后缀数组的骚操作,然后就被秀了一脸\(hhhhh\)

$$\sum\limits_{1<=i < j <= n} len(T_i) + len(T_j) - 2 * lcp (T_i, T_j)$$

这个式子我们显然可以把前面拆出来当常数算(\({(n - 1) * n * (n + 1) }/ 2\)),剩下的就是怎么计算每个区间的\(lcp\)之和了。

这个问题,我们转化成后缀数组的\(height\)来进行计算。仔细思考会发现,原字符串的每对\(i\)和\(j\)事实上和\(height\)数组的每一段区间\([rk[i], rk[j]]\)一一对应。至此,我们的问题又转化成了求\(height\)数组上的每一个区间的最小值之和。

暴力求显然是\(O(N^2)\)的,承受不住。根据\(lcp\)具有可合并性$ min(lcp (T_i,T_ j), lcp (T_{j + 1}, T_{k})) = lcp (T_i, T_k)\(,而\)height\(数组又代表了\)lcp(T_i, T_{sa[rk[i ] - 1]})$,那么我们就可以这么做:

  • 设\(dp[i]\)为\(height\)数组中前缀\(i\)的每一个后缀贡献出的答案。

  • 对于任意\(i > p\),当\(height[i] >= height[p]\)时,我们可以在所有\(height[p]\)统治的答案里,在后面缀上一个\([p-1,i]\)的区间,所以可以认为是:前缀\(i\)的贡献中,还要包含一个前缀\(p\)的总贡献。

  • 所以只要计算最近的一个\(p\)就可以囊括\([1,p]\)内的所有答案,维护最近的小于\(height[i]\)的\(p\)的位置即可。

  • 所以有\(f[i] = f[p] + (i - p) * height[i];\)

  • 如果\(i\)的前面不存在\(p\),满足\(height[p] <= height[i]\),那么前缀\([1,i]\)的所有后缀\(height\)的最小值都是\(height[i]\)(被\(i\)统治),即贡献为\(i * height[i]\)。

为了维护前一个比\(height[i]\)小的\(height\)值的相关信息,我们需要开一个递增的单调栈,遍历到\(i\)时弹出所有\(height\)值小于\(height[i]\)的元素,结束时再插入该\(height\)。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; #define LL long long
const int N = 500010; char s[N];
int n, m = 255, sa[N], tp[N];
int rk[N], _rk[N], bin[N], height[N]; void base_sort () {
for (int i = 0; i <= m; ++i) bin[i] = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i) bin[rk[tp[i]]]++;
for (int i = 1; i <= m; ++i) bin[i] += bin[i - 1];
for (int i = n; i >= 1; --i) sa[bin[rk[tp[i]]]--] = tp[i];
} void suffix_sort () {
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
tp[i] = i;
rk[i] = s[i - 1];
}
base_sort ();
for (int w = 1; w <= n; w <<= 1) {
int cnt = 0;
for (int i = n - w + 1; i <= n; ++i) {
tp[++cnt] = i;
}
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
if (sa[i] > w) {
tp[++cnt] = sa[i] - w;
}
}
base_sort ();
memcpy (_rk, rk, sizeof (rk));
rk[sa[1]] = cnt = 1;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
rk[sa[i]] = _rk[sa[i]] == _rk[sa[i - 1]] && _rk[sa[i] + w] == _rk[sa[i - 1] + w] ? cnt : ++cnt;
}
if (cnt == n) break;
m = cnt;
}
// printf ("sa : ");for (int i = 1; i <= n; ++i) printf ("%d ", sa[i]); printf ("\n");
} void get_height () {
int k = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
if (k) k--;
int j = sa[rk[i] - 1];
while (s[i + k - 1] == s[j + k - 1]) ++k;
height[rk[i]] = k;
}
// printf ("height : ");
// for (int i = 1; i <= n; ++i) {
// printf ("%d ", height[i]);
// }
// printf ("\n");
} struct node {
int pos, val;
node (int ppos = 0, int vval = 0) {pos = ppos, val = vval;}
}; node sta[N]; int top;
LL f[N]; int main () {
scanf ("%s", s);
n = strlen (s);
suffix_sort ();
get_height ();
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
while (top > 0 && sta[top].val > height[i]) --top;
//使sta[top].val <= height[i];
if (top > 0) {
int p = sta[top].pos; //p记录控制范围
f[i] = f[p] + (i - p) * height[i];
} else {
f[i] = i * height[i];
}
sta[++top] = node (i, height[i]);
}
LL ans = 1LL * (n - 1) * n * (n + 1) / 2;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
ans -= 2 * f[i];
}
cout << ans << endl;
}
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