hdu 2243 考研路茫茫――单词情结 AC自动机+矩阵快速幂

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考研路茫茫——单词情结

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Problem Description

背单词,始终是复习英语的重要环节。在荒废了3年大学生涯后,Lele也终于要开始背单词了。
一天,Lele在某本单词书上看到了一个根据词根来背单词的方法。比如"ab",放在单词前一般表示"相反,变坏,离去"等。

于是Lele想,如果背了N个词根,那这些词根到底会不会在单词里出现呢。更确切的描述是:长度不超过L,只由小写字母组成的,至少包含一个词根的单词,一共可能有多少个呢?这里就不考虑单词是否有实际意义。

比如一共有2个词根 aa 和 ab ,则可能存在104个长度不超过3的单词,分别为
(2个) aa,ab,
(26个)aaa,aab,aac...aaz,
(26个)aba,abb,abc...abz,
(25个)baa,caa,daa...zaa,
(25个)bab,cab,dab...zab。

这个只是很小的情况。而对于其他复杂点的情况,Lele实在是数不出来了,现在就请你帮帮他。

Input

本题目包含多组数据,请处理到文件结束。
每组数据占两行。
第一行有两个正整数N和L。(0<N<6,0<L<2^31)
第二行有N个词根,每个词根仅由小写字母组成,长度不超过5。两个词根中间用一个空格分隔开。

Output

对于每组数据,请在一行里输出一共可能的单词数目。
由于结果可能非常巨大,你只需要输出单词总数模2^64的值。

Sample Input

2 3 aa ab 1 2 a

Sample Output

104 52

类似poj2278,不同点在于,这题要求长度为1到n的所有情况,所以在原有矩阵中应该多加一列用于求和。

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;
#define ull unsigned long long
const int mod = 100000;
const int maxm = 55;
int n;
int tr[maxm][26], fail[maxm], last[maxm], cnt;
char str[maxm];
struct node
{
	ull c[maxm][maxm];
}f;
void init()
{
	memset(last, 0, sizeof(last));
	memset(tr, 0, sizeof(tr));
	memset(fail, 0, sizeof(fail));
	cnt = 0;
}
node multi(node a, node b, int L)
{
	node x = { 0 };
	for (int i = 0;i <= L;i++)
	{
		for (int j = 0;j <= L;j++)
		{
			for (int k = 0;k <= L;k++)
				x.c[i][j] += (a.c[i][k] * b.c[k][j]);
		}
	}
	return x;
}
node ksm(node rev, int k, int L)
{
	node x = { 0 };
	for (int i = 0;i <= L;i++)
		x.c[i][i] = 1;
	while (k)
	{
		if (k % 2 == 1)
			x = multi(x, rev, L);
		rev = multi(rev, rev, L);
		k /= 2;
	}
	return x;
}
void insert()
{
	int len = strlen(str);
	int now = 0;
	for (int i = 0;i < len;i++)
	{
		int num = str[i] - 'a';
		if (!tr[now][num])
			tr[now][num] = ++cnt;
		now = tr[now][num];
	}
	last[now] = 1;
}
void find_fail()
{
	int now;
	queue<int>q;
	for (int i = 0;i < 26;i++)
		if (tr[0][i]) q.push(tr[0][i]);
	while (!q.empty())
	{
		now = q.front();q.pop();
		for (int i = 0;i < 26;i++)
		{
			if (tr[now][i])
			{
				fail[tr[now][i]] = tr[fail[now]][i];
				q.push(tr[now][i]);
			}
			else tr[now][i] = tr[fail[now]][i];
			if (last[tr[fail[now]][i]]) last[tr[now][i]] = 1;
		}
	}
}
ull Pow(int a, int b)
{
	ull ans = 1;
	while (b)
	{
		if (b % 2 == 1) ans *= a;
		a *= a, b /= 2;
	}
	return ans;
}
void work()
{
	node rev = { 0 };
	for (int i = 0;i <= cnt;i++)
	{
		if (last[i]) continue;
		for (int j = 0;j < 26;j++)
		{
			if (!last[tr[i][j]])
				rev.c[i][tr[i][j]]++;
		}
	}
	for (int i = 0;i <= cnt + 1;i++)
		rev.c[i][cnt + 1] = 1;
	rev = ksm(rev, n, cnt + 1);
	node x = { 0 };
	x.c[0][0] = 26, x.c[1][0] = x.c[1][1] = 1;
	x = ksm(x, n, 1);
	ull ans = x.c[0][0] + x.c[1][0] - 1;
	for (int i = 0;i <= cnt + 1;i++)
		ans -= rev.c[0][i];
	printf("%llu\n", ans + 1);
	return;
}
int main()
{
	int i, j, k, sum, m;
	while (scanf("%d%d", &m, &n) != EOF)
	{
		init();
		for (i = 1;i <= m;i++)
		{
			scanf("%s", str);
			insert();
		}
		find_fail();
		work();
	}
	return 0;
}

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