模板 - 字符串 - 字符串匹配

KMP - 一对一

计算next数组的方法是对于长度为n的匹配串，从0到n-1位依次求出前缀后缀最大匹配长度。

下面的写法是仅仅检测有没有匹配然后返回第一个匹配位置，而不是返回所有匹配位置。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
using namespace std;
const int N=100;
char str[100],ptr[100];//父串str和子串ptr
int next[100];
string ans;
void getnext()//获取next数组
{
    int i,n,k;
    n=strlen(ptr);
    memset(next,0,sizeof(next));
    k=0;
    for(i=1;i<n;i++)
    {
        while(k>0 && ptr[k]!=ptr[i])
            k=next[k];
        if(ptr[k]==ptr[i]) k++;
        next[i+1]=k;
    //next表示的是匹配长度
    }
}
int kmp(char *a,char *b)//匹配ab两串，a为父串
{
    int i=0,j=0;
    int len1=strlen(a);
    int len2=strlen(b);
    getnext();
    while(i<len1&&j<len2)
    {
        if(j==0||a[i]==b[j])
        {   i++;j++;       }
        else j=next[j+1];//到前一个匹配点
    }
    if(j>=len2)
        return i-j;
    else return -1;
}
int main(){
    while( scanf( "%s%s", str, ptr ) )
    {
        int ans = kmp(str,ptr);
        if(ans>=0)
            printf( "%d\n", kmp( str,ptr ));
        else
            printf("Not find\n");
    }
    return 0;
}

字典树 - 一对多

其实Trie也叫做前缀树。

基本性质

1，根节点不包含字符，除根节点意外每个节点只包含一个字符。

2，从根节点到某一个节点，路径上经过的字符连接起来，为该节点对应的字符串。

3，每个节点的所有子节点包含的字符串不相同。

优点：

可以最大限度地减少无谓的字符串比较，故可以用于词频统计和大量字符串排序。

　　跟哈希表比较：

　　　　1，最坏情况时间复杂度比hash表好

　　　　2，没有冲突，除非一个key对应多个值（除key外的其他信息）

　　　　3，自带排序功能（类似Radix Sort），先序遍历Trie可以得到排序。

可以用来得到字符串最长公共前缀（转成LCA问题/最近公共祖先问题，用Tarjan算法，dfs某个节点的子树，子树之间的相互的最近公共祖先就是这个节点）

#include<queue>
#include<set>
#include<cstdio>
#include <iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
/*
    trie字典树
*/
struct tnode{
    int sum;//用来判断是否是终点的
    tnode* next[26];
    tnode(){
        for(int i =0;i<26;i++)
            next[i]=NULL;
        sum=0;
    }
};
tnode *root;
 
tnode* newnode(){
    tnode *p = new tnode;
    for(int i =0;i<26;i++)
        p->next[i]=NULL;
    p->sum=0;
    return p;
}
//插入函数
void Insert(char *s)
{
    tnode *p = root;
    for(int i = 0 ; s[i] ; i++)
    {
        int x = s[i] - 'a';
        if(p->next[x]==NULL)
        {
            tnode *nn=newnode();
            for(int j=0;j<26;j++)
                nn->next[j] = NULL;
            nn->sum = 0;
            p->next[x]=nn;
        }
        p = p->next[x];
    }
    p->sum++;//这个单词终止啦
}
//匹配函数
bool Compare(char *ch)
{
    tnode *p = root;
    int len = strlen(ch);
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        int x = ch[i] - 'a';
        p = p->next[x];
        if(p==NULL)
            return false;
        if(i==len-1 && p->sum>0 ){
            return true;
        }
    }
    return false;
}
void DELETE(tnode * &top){
    if(top==NULL)
    return;
    for(int i =0;i<26;i++)
        DELETE(top->next[i]);
    delete top;
}
int main()
{
    int n,m;
    cin>>n;
    char s[20];
    root = newnode();
    for(int i =0;i<n;i++){
        scanf("%s",s);
        Insert(s);
    }
    cin>>m;
    for(int i =0;i<m;i++){
        scanf("%s",s);
        if(Compare(s))
            cout<<"YES"<<endl;
        else
            cout<<"NO"<<endl;
    }
    DELETE(root);//看见指针就要想到释放,然而这东西会花时间，所以网上很多人写ACM题就不delete了，我很看不惯这一点。
    return 0;
}

AC自动机 

#include<queue>
#include<set>
#include<cstdio>
#include <iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
/*
    ac自动机
*/
struct acnode{
    int sum;
    acnode* next[26];
    acnode* fail;
    acnode(){
        for(int i =0;i<26;i++)
            next[i]=NULL;
        fail= NULL;
        sum=0;
    }
};
acnode *root;
int cnt;
acnode* newnode(){
    acnode *p = new acnode;
    for(int i =0;i<26;i++)
        p->next[i]=NULL;
    p->fail = NULL;
    p->sum=0;
    return p;
}
//插入函数
void Insert(char *s)
{
    acnode *p = root;
    for(int i = 0; s[i]; i++)
    {
        int x = s[i] - 'a';
        if(p->next[x]==NULL)
        {
            acnode *nn=newnode();
            for(int j=0;j<26;j++)
                nn->next[j] = NULL;
            nn->sum = 0;
            nn->fail = NULL;
            p->next[x]=nn;
        }
        p = p->next[x];
    }
    p->sum++;
}
//获取fail指针，在插入结束之后使用
void getfail(){
    queue<acnode*> q;
    for(int i = 0 ; i < 26 ; i ++ )
    {
        if(root->next[i]!=NULL){
            root->next[i]->fail = root;
            q.push(root->next[i]);
        }
    }
    while(!q.empty()){
        acnode* tem = q.front();
        q.pop();
        for(int i = 0;i<26;i++){
            if(tem->next[i]!=NULL)
            {
                acnode *p;
                if(tem == root){
                    tem->next[i]->fail = root;
                }
                else
                {
                    p = tem->fail;
                    while(p!=NULL){
                        if(p->next[i]!=NULL){
                            tem->next[i]->fail = p->next[i];
                            break;
                        }
                        p=p->fail;
                    }
                    if(p==NULL)
                        tem->next[i]->fail = root;
                }
                q.push(tem->next[i]);
            }
        }
    }
}
//匹配函数
void ac_automation(char *ch)
{
    acnode *p = root;
    int len = strlen(ch);
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        int x = ch[i] - 'a';
        while(p->next[x]==NULL && p != root)//没匹配到，那么就找fail指针。
            p = p->fail;
        p = p->next[x];
        if(!p)
            p = root;
        acnode *temp = p;
        while(temp != root)
        {
           if(temp->sum >= 0)
            /*
            在这里已经匹配成功了，执行想执行的操作即可，怎么改看题目需求+
            */
           {
               cnt += temp->sum;
               temp->sum = -1;
           }
           else break;
           temp = temp->fail;
        }
    }
}
 
int main()
{
    cnt = 0;
    int n;
    cin>>n;
    char c[101];
    root = newnode();
    for(int i = 0 ;i < n;i++){
        scanf("%s",c);
        Insert(c);
    }
    getfail();
    int m ;
    cin>> m;
    for(int i = 0;i<m;i++){
        scanf("%s",c);
        ac_automation(c);
    }
    cout<<cnt<<endl;
    return 0;
}