计算字符串组合成回文的数量(POJ 3376)
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更新于2024-09-02
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本题是ACM编程挑战题目POJ 3376,题目名为“Finding Palindromes”,主要涉及字符串处理和哈希(Palindrome Detection)。题目背景是,给定一个包含n个字符串的输入,每个字符串由小写字母组成,且总长度不超过2,000,000。任务是通过将这些字符串两两组合,形成n乘以n对新单词,并计算其中有多少个新单词是回文(即正读反读都一样的单词)。
**输入描述**:
- 第一行包含一个整数n,表示字符串的数量。
- 接下来的n行,每行描述一个字符串,包含两个部分:字符串长度li(以空格隔开),然后是一个长度为li的由小写英文字母组成的字符串。
**输出描述**:
- 输出一个整数,表示生成的回文单词总数。
**示例**:
- 输入:
```
3
1a
2ab
2ba
```
- 输出:
```
5
```
- 解释:5个回文单词包括 "aa", "aba", "b", "ab", 和 "aba"。
**解题思路**:
1. 首先,对输入的字符串进行预处理。由于字符串长度不大,可以遍历每个字符串,计算出其长度并存储在数组`l[]`中。同时,可以创建一个辅助数组`sz[]`记录每个字符串出现的次数,以便后续计算回文组合时考虑重复。
2. 对于每个字符串,将其转换成一个字符数组`chars[]`。为了快速查找回文子串,可以使用Manacher's Algorithm或者KMP算法(Kleene's Minimal Patter Matching Algorithm)来计算字符串中的最长回文子串。这里我们选择Manacher's Algorithm,因为它对于偶数长度的字符串有更快的处理速度。算法的核心思想是利用已知回文半径(中心对称的回文长度)来避免重复计算。
3. 创建一个名为`next[]`的数组用于存储每个位置的回文半径,以及一个临时数组`t[]`存储当前字符串的回文中心。遍历整个字符串,根据Manacher's Algorithm的规则更新`next[]`数组。
4. 当所有字符串处理完毕后,可以通过统计`sz[]`数组中的奇数长度字符串和`next[]`数组中非零值来计算回文组合。对于每个长度为奇数的字符串,它本身就是一个回文,所以直接累加到结果`ans`中。对于长度为偶数的字符串,可以计算与自身配对形成的回文,即取`sz[i] * (sz[i] - 1) / 2`对回文。同时,还可以计算与另一个字符串配对形成的回文,即每个偶数长度字符串与其相邻的奇数长度字符串配对,共`sz[i] * sz[j]`对,其中`j = i - next[i]`或`j = i + next[i]`。
5. 最后,输出计算得到的回文单词总数`ans`。
**参考代码**:
```cpp
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
// ... (继续实现Manacher's Algorithm、更新next[]和计算回文数量的部分)
int main() {
// ... (读取输入、处理字符串、更新数据结构)
for (int i = 0; i < n; ++i) {
ans += sz[i]; // 奇数长度字符串本身就是回文
if (next[i] > 0) {
ans += sz[i] * (sz[i] - 1) / 2; // 偶数长度字符串与自身配对
if (i - next[i] >= 0 && i + next[i] < n)
ans += sz[i] * sz[i - next[i]]; // 偶数长度字符串与相邻奇数长度配对
}
}
printf("%lld\n", ans);
return 0;
}
```
解决POJ 3376 Finding Palindromes的关键在于使用Manacher's Algorithm高效地检测字符串中的回文,结合字符串出现次数数组来统计最终的回文单词总数。