POJ 2778 DNA Sequence(AC自动机+矩阵)

【题目链接】 http://poj.org/problem?id=2778

【题目大意】

  给出一些字符串,求不包含这些字符串的长度为n的字符串的数量

【题解】

  我们将所有串插入自动机计算match,对于自动机上所有节点构建转移矩阵,
  对于得到的可达矩阵我们求n长路的数量,统计0到各个点的n长路之和就是答案。

【代码】

#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N=110;
typedef long long LL;
LL P=100000LL;
struct mat{
int n;
LL num[110][110];
void init0(int t){
n=t;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
num[i][j]=0;
}
void init1(int t){
n=t;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
if(i!=j)num[i][j]=0;else num[i][j]=1;
}
mat operator = (const struct mat p){
n=p.n;
for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<n;j++)num[i][j]=p.num[i][j];
}
mat operator * (const struct mat p)const{
struct mat ans;
ans.init0(n);
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
for(int k=0;k<n;k++)
ans.num[i][j]=(ans.num[i][j]+num[i][k]*p.num[k][j])%P;
return ans;
}
mat operator ^(int t)const{
struct mat ans,now;
ans.init1(n);
now.n=n;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
now.num[i][j]=num[i][j];
while(t>0){
if(t&1)ans=ans*now;
now=now*now;
t>>=1;
}return ans;
}
}mat;
namespace AC_DFA{
const int Csize=4;
int tot,son[N][Csize],sum[N],fail[N],q[N],ans[N],match[N];
void Initialize(){
memset(sum,0,sizeof(int)*(tot+1));
memset(ans,0,sizeof(int)*(tot+1));
memset(match,0,sizeof(int)*(tot+1));
memset(fail,0,sizeof(int)*(tot+1));
for(int i=0;i<=tot;i++)for(int j=0;j<Csize;j++)son[i][j]=0;
tot=0; fail[0]=-1;
}
inline int Tr(char ch){
if(ch=='A')return 0;
if(ch=='T')return 1;
if(ch=='C')return 2;
if(ch=='G')return 3;
}
int Insert(char *s){
int x=0;
for(int l=strlen(s),i=0,w;i<l;i++){
if(!son[x][w=Tr(s[i])]){
son[x][w]=++tot;
}x=son[x][w];
}sum[x]++;
return x;
}
void MakeFail(){
int h=1,t=0,i,j,x=0;
for(i=0;i<Csize;i++)if(son[0][i]){
q[++t]=son[0][i];
match[son[0][i]]=sum[son[0][i]]?son[0][i]:match[fail[son[0][i]]];
}
while(h<=t)for(x=q[h++],i=0;i<Csize;i++)
if(son[x][i]){
fail[son[x][i]]=son[fail[x]][i],q[++t]=son[x][i];
match[son[x][i]]=sum[son[x][i]]?son[x][i]:match[fail[son[x][i]]];
}else son[x][i]=son[fail[x]][i];
}
}
using namespace AC_DFA;
char s[20];
void BuildMat(){
mat.init0(tot+1);
for(int i=0;i<=tot;i++){
if(match[i])continue;
for(int j=0;j<Csize;j++){
if(!match[son[i][j]])mat.num[i][son[i][j]]++;
}
}
}
int n,m;
int main(){
while(~scanf("%d%d",&m,&n)){
Initialize();
while(m--){scanf("%s",s);Insert(s);}
MakeFail(); BuildMat();
mat=mat^n; int ans=0;
for(int i=0;i<mat.n;i++)ans=(ans+mat.num[0][i])%P;
printf("%d\n",ans);
}return 0;
}
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