每日三题打卡-3.23:KMP/trie树/最大异或对

1、KMP算法

给定一个模式串S,以及一个模板串P,所有字符串中只包含大小写英文字母以及阿拉伯数字。

模板串P在模式串S中多次作为子串出现。

求出模板串P在模式串S中所有出现的位置的起始下标。

输入格式

第一行输入整数N,表示字符串P的长度。

第二行输入字符串P。

第三行输入整数M,表示字符串S的长度。

第四行输入字符串S。

输出格式

共一行,输出所有出现位置的起始下标(下标从0开始计数),整数之间用空格隔开。

数据范围

1≤N≤1041≤N≤104
1≤M≤1051≤M≤105

输入样例:

3
aba
5
ababa

输出样例:

0 2
#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 10010, M = 100010;

char p[N], s[M];
int ne[N];//next数组

int main()
{
    int n, m;
    cin >> n >> p + 1 >> m >> s + 1;//字符串数组后面必须加一个空格所以得+1
    //求next
    for (int i = 2, j = 0;i <= n; i ++)//求next第一个数第1个数是自己为0,所以从2开始
    {
        while (j && p[i] != p[j + 1]) j = ne[j];//i往前走,j是i前面走过的数,如果i与j不匹配j往后走直到匹配为止
        if (p[i] == p[j + 1]) j ++;//如果匹配,j++,下一位继续匹配
        ne[i] = j;//next = j ++
    }
    
    //kmp算法实现
    for (int i = 1, j = 0; i <= m; i ++){
        while (j && s[i] != p[j + 1]) j = ne[j];//j匹配
        if (s[i] == p[j + 1]) j ++;//匹配到就往后走,这里是s[i]
        if (j == n)//匹配完
        {
            cout << i - n << ' ';//输出结果
            j = ne[j];//
        }
    }
    return 0;
}

2、Trie树

高效的存储和查找字符串集合的数据结构。

维护一个字符串集合,支持两种操作:

  1. “I x”向集合中插入一个字符串x;
  2. “Q x”询问一个字符串在集合中出现了多少次。

共有N个操作,输入的字符串总长度不超过 105105,字符串仅包含小写英文字母。

输入格式

第一行包含整数N,表示操作数。

接下来N行,每行包含一个操作指令,指令为”I x”或”Q x”中的一种。

输出格式

对于每个询问指令”Q x”,都要输出一个整数作为结果,表示x在集合中出现的次数。

每个结果占一行。

数据范围

1≤N≤2∗1041≤N≤2∗104

输入样例:

5
I abc
Q abc
Q ab
I ab
Q ab

输出样例:

1
0
1
//步骤:定义儿子数组son[N][26]以及以当前节点结尾的单词有多少个cnt[N],和根结点idx
//1、插入操作:将字符转数字,son[p][u]不存在则 =++idx,存在则继续往下找,最后添加以p结尾的单词
//2、查询操作:跟插入类似,首先将字符转数字,然后将判断son[p][u]是否存在不存在则返回0,存在则继续往下查找,然后返回查询cnt[p]的结果

#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100010;

//trie树一般存son[N][26]所有点的儿子,26是因为字符串仅包含小写英文字母和cnt[N]存以当前节点结尾的单词有多少个
int son[N][26], cnt[N], idx;//下标是0的点,即是根节点,又是空节点
char str[N];

//插入操作·
void insert(char str[]){
    int p = 0;
    for (int i = 0; str[i]; i ++){
        int u = str[i] - 'a';
        if (!son[p][u]) son[p][u] = ++ idx;//如果在p节点没有u节点则创建新的子节点
        p = son[p][u];//存在则将找到节点下标给p,继续往循环下查找
    }
    cnt[p] ++;//添加以p结尾的单词
}

int query(char str[]){
    int p = 0;
    for (int i = 0; str[i]; i ++){
        int u = str[i] - 'a';
        if (!son[p][u]) return 0;//没找到返回0
        p = son[p][u];//存在则将找到节点下标给p,继续往循环下查找
    }
    return cnt[p];
}

int main()
{
    int n;
    cin >> n;//又忘了输入n
    while (n --){
        char q[2];
        cin >> q>> str;
        // scanf("%s%s", op, str);
        if (q[0] == 'I') insert(str);//弄反了,I是insert
        else cout << query(str) << endl;
    }
    return 0;
}

3、最大异或对

1、对A[i] 异或(0/1)建立trie数组。

2、 从trie数从根开始遍历,找与A[i]相反的数

3、找到当前不一样的分支,并往前走。

在给定的N个整数A1,A2……ANA1,A2……AN中选出两个进行xor(异或)运算,得到的结果最大是多少?

输入格式

第一行输入一个整数N。

第二行输入N个整数A1A1~ANAN。

输出格式

输出一个整数表示答案。

数据范围

1≤N≤1051≤N≤105,
0≤Ai<2310≤Ai<231

输入样例:

3
1 2 3

输出样例:

3
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int N = 100010, M = 3000000;//M表示节点个数

//trie
int n;
int son[M][2], idx;
int a[N];

//x >> i & 1 :判断x的第i位到底是0还是1
//31位长度二进制数
void insert(int x)
{
    int p = 0;
    for (int i = 30; ~i; i --)//30:数据范围0-31,~i代替 i>=0
    {
        int &s = son[p][x >> i & 1];//判断x的第i位到底是0还是1
        if (!s) s = ++idx;//创建新节点
        p = s;
    }
}


int query(int x)
{
    int res = 0, p = 0;
    for (int i = 30; ~i; i -- )
    {
        int s = x >> i & 1;
        if (son[p][!s])//如果取反位置存在
        {
            res += 1 << i;//第i位加上1
            p = son[p][!s];//下一位
        }
        else p = son[p][s];//如果遍历第i个位置没有这个数,则只能走反向的位置
    }
    
    
    return res;
}

int main()
{
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i ++)
    {
        cin >> a[i];
        insert(a[i]);
    }
    
    int res = 0;
    for (int i = 0; i < n; i ++) res = max(res, query(a[i]));
    
    cout << res << endl;
    
    return 0;
}
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