后缀排序

本文主要是介绍后缀排序，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

前置知识

基数+计数排序

后缀排序

不考虑暴力了，直接搞上正解。

我们设 \(sa[i],rk[i]\) 分别表示第 \(i\) 名的子串初始点在哪，以及以 \(i\) 开头的子串的排名。

我们考虑倍增的做法。先将长度为 \(1\) 的子串排序求出。

然后每次倍增长度，设长度为 \(w\)，然后我们对于每个长度为 \(w\) 的子串以当前位置 \(x\) 的长度为 \(w/2\) 的子串的排名为第一关键字，以 \(x+w\) 位置的长度为 \(w/2\) 子串的排名为第二关键字，然后搞一波基数排序即可。

最后 \(w>n\) 时当场终止。

我们发现只是中途在长度刚好大于等于 \(w\) 时终止，也可以求出长度为 \(w\) 的子串的排序。

不难证明，这个复杂度是 \(O(n\log n)\) 的。

给出一个参考代码。

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define db double
#define filein(a) freopen(#a".in","r",stdin)
#define fileot(a) freopen(#a".out","w",stdout)
#define sky fflush(stdout);
#define gc getchar
#define pc putchar
namespace IO{
	inline bool blank(char c){
		return c==' ' or c=='\n' or c=='\t' or c=='\r' or c==EOF;
	}
	inline void gs(char *s){
		char ch=gc();
		while(blank(ch) ) {ch=gc();}
		while(!blank(ch) ) {*s++=ch;ch=gc();}
		*s=0;
	}
	inline void gs(std::string &s){
		char ch=gc();s+='#';
		while(blank(ch) ) {ch=gc();}
		while(!blank(ch) ) {s+=ch;ch=gc();}
	}
	inline void ps(char *s){
		while(*s!=0) pc(*s++);
	}
	inline void ps(const std::string &s){
		for(auto it:s) 
			if(it!='#') pc(it);
	}
	template<class T>
	inline void read(T &s){
		s=0;char ch=gc();bool f=0;
		while(ch<'0'||'9'<ch) {if(ch=='-') f=1;ch=gc();}
		while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s*10+(ch^48);ch=gc();}
		if(ch=='.'){
			db p=0.1;ch=gc();
			while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s+p*(ch^48);ch=gc();}
		}
		s=f?-s:s;
	}
	template<class T,class ...A>
	inline void read(T &s,A &...a){
		read(s);read(a...);
	}
};
using IO::read;
using IO::gs;
using IO::ps;
const int S=1e6+3;
int sa[S],rk[S<<1],lark[S];
int main(){
	//filein(a);fileot(a);
	char *c=new char[S];
	gs(c+1);
	int n=strlen(c+1);
	int *id=new int[n+3];
	int m=std::max(n,300);
	int *cnt=new int[S+3];
	for(int i=0;i<=m;++i) cnt[i]=0;
	for(int i=1;i<=n;++i) ++cnt[rk[i]=c[i] ];
	for(int i=1;i<=m;++i) cnt[i]+=cnt[i-1];
	for(int i=n;i>=1;--i) sa[cnt[rk[i] ]--]=i;
	delete []cnt; cnt=NULL;
	for(int w=1;w<n;w<<=1){
		cnt=new int[m+3];
		for(int i=0;i<=m;++i) cnt[i]=0;
		for(int i=1;i<=n;++i) id[i]=sa[i];
		for(int i=1;i<=n;++i) ++cnt[rk[id[i]+w] ];
		for(int i=1;i<=m;++i) cnt[i]+=cnt[i-1];
		for(int i=n;i>=1;--i) sa[cnt[rk[id[i]+w] ]--]=id[i];
		/*----cutline----*/
		for(int i=0;i<=m;++i) cnt[i]=0;
		for(int i=1;i<=n;++i) id[i]=sa[i];
		for(int i=1;i<=n;++i) ++cnt[rk[id[i] ] ];
		for(int i=1;i<=m;++i) cnt[i]+=cnt[i-1];
		for(int i=n;i>=1;--i) sa[cnt[rk[id[i] ] ]--]=id[i];
		/*----cutline----*/
		for(int i=1;i<=n;++i) lark[i]=rk[i];
		int p=0;
		for(int i=1;i<=n;++i){
			if(	
				i!=1 							and 
				lark[sa[i] ]==lark[sa[i-1] ]	and
				lark[sa[i]+w]==lark[sa[i-1]+w]
			){
				rk[sa[i] ]=p;
			}else{
				rk[sa[i] ]=++p;
			}
		}
		m=p;
		delete []cnt; cnt=NULL;
	}
	for(int i=1;i<=n;++i) printf("%d ",sa[i]);
	pc('\n');
	delete []c; c=NULL;
	delete []cnt; cnt=NULL;
	return 0;
}

我们交一下上面的代码，发现常数巨大，所以我们考虑卡一下常数。

1.对于第二关键字的排序不需要基数排序

我们上一回求的 \(sa\) 可以直接用。发现后面的位置不存在长度为 \(w\) 的子串，直接倒着打入前几名。

然后其他的直接枚举 \(sa[i]\), 这个是枚举的排名为 \(i\) 的第二关键字的位置，然后 \(sa[i]-w\) 就是当前位置，直接接着打入排名即可。

这个是常数大的次要原因。

2.动态改变基数排序关键字枚举的值域

每次给 \(rk\) 上值的时候记录一下有几个不同的，我们需要值域就为那么大。

有稍微的常数优化。

3.使其尽量访问连续内存

我们可以用数组存储一下，防止反复算相同的东西，具体可以看看代码。

4.达到目的直接终止，不做多余操作

如果每个子串排名互不相同就可以退了。

优化后的代码如下。

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define db double
#define filein(a) freopen(#a".in","r",stdin)
#define fileot(a) freopen(#a".out","w",stdout)
#define sky fflush(stdout);
#define Better_IO 1
namespace IO{
	inline bool blank(const char &c){
		return c==' ' or c=='\n' or c=='\t' or c=='\r' or c==EOF;
	}
	#if Better_IO==true
		char buf[(1<<20)+3],*p1(buf),*p2(buf);
		char buf2[(1<<20)+3],*p3(buf2);
		const int lim=1<<20;
		inline char gc(){
			if(p1==p2) p2=(p1=buf)+fread(buf,1,lim,stdin);
			return p1==p2?EOF:*p1++;
		}
		#define pc putchar
	#else
		#define gc getchar
		#define pc putchar
	#endif
	inline void gs(char *s){
		char ch=gc();
		while(blank(ch) ) {ch=gc();}
		while(!blank(ch) ) {*s++=ch;ch=gc();}
		*s=0;
	}
	inline void gs(std::string &s){
		char ch=gc();s+='#';
		while(blank(ch) ) {ch=gc();}
		while(!blank(ch) ) {s+=ch;ch=gc();}
	}
	inline void ps(char *s){
		while(*s!=0) pc(*s++);
	}
	inline void ps(const std::string &s){
		for(auto it:s) 
			if(it!='#') pc(it);
	}
	template<class T>
	inline void read(T &s){
		s=0;char ch=gc();bool f=0;
		while(ch<'0'||'9'<ch) {if(ch=='-') f=1;ch=gc();}
		while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s*10+(ch^48);ch=gc();}
		if(ch=='.'){
			db p=0.1;ch=gc();
			while('0'<=ch&&ch<='9') {s=s+p*(ch^48);ch=gc();}
		}
		s=f?-s:s;
	}
	template<class T,class ...A>
	inline void read(T &s,A &...a){
		read(s);read(a...);
	}
};
using IO::read;
using IO::gs;
using IO::ps;
const int S=1e6+3;
int sa[S],rk[S<<1],kc[S],lark[S];
inline bool cmps(int a,int b,int c){
	return 
		b!=0			 and	
		lark[a]==lark[b] and 
		lark[a+c]==lark[b+c];
}
int main(){
	//filein(a);fileot(a);
	char *c=new char[S];
	gs(c+1);
	int n=strlen(c+1);
	int *id=new int[n+3];
	int m=std::max(n,128);
	int *cnt=new int[S+3];
	for(int i=0;i<=m;++i) cnt[i]=0;
	for(int i=1;i<=n;++i) ++cnt[rk[i]=c[i] ];
	for(int i=1;i<=m;++i) cnt[i]+=cnt[i-1];
	for(int i=n;i>=1;--i) sa[cnt[rk[i] ]--]=i;
	delete []cnt; cnt=NULL;
	for(int w=1;w<n;w<<=1){
		cnt=new int[m+3];
		int p=0;
		for(int i=n;i>n-w;--i) id[++p]=i;
		for(int i=1;i<=n;++i){
			if(sa[i]>w) id[++p]=sa[i]-w;
		}
		/*----cutline----*/
		for(int i=0;i<=m;++i) cnt[i]=0;
		for(int i=1;i<=n;++i) ++cnt[kc[i]=rk[id[i] ] ];
		for(int i=1;i<=m;++i) cnt[i]+=cnt[i-1];
		for(int i=n;i>=1;--i) sa[cnt[kc[i] ]--]=id[i];
		/*----cutline----*/
		for(int i=1;i<=n;++i) lark[i]=rk[i];
		m=0;
		for(int i=1;i<=n;++i){
			rk[sa[i] ]=cmps(sa[i],sa[i-1],w)?m:++m;
		}
		delete []cnt; cnt=NULL;
		if(m==n) break;
	}
	for(int i=1;i<=n;++i) printf("%d ",sa[i]);
	pc('\n');
	delete []c; c=NULL;
	delete []cnt; cnt=NULL;
	return 0;
}

这篇关于后缀排序的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！