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后缀数组最长公共前缀

更新时间:2025-01-21 21:57:30

后缀数组最长公共前缀是后缀数组功能的强大补充,它在字符串处理中发挥着重要作用。计算一个字符串S的后缀数组SA可以在O(nlogn)时间内完成,随后我们可以利用它在O(mlogn)的时间内进行模式匹配。然而,为了充分发挥后缀数组的潜力,我们需要计算出最长公共前缀(Longest Common Prefix,LCP)的辅助信息。

定义函数lcp(u,v)为u和v的最长公共前缀长度,即从头开始逐字符比较,直到出现不一致的字符位置。对于正整数i和j,LCP(i,j)表示后缀数组中第i个和第j个后缀的最长公共前缀长度,其性质包括LCP(i,j)等于LCP(j,i)和LCP(i,i)等于后缀长度n-SA[i]+1。

直接计算LCP(i,j)的效率很低,时间复杂度为O(n)。我们可以通过LCP Theorem优化计算:如果i<j,LCP(i,j)等于min{LCP(k-1,k)|i+1≤k≤j}。这个性质可以用于证明LCP Corollary,即对i≤j<k,LCP(j,k)大于等于LCP(i,k)。

为了高效地计算LCP,我们引入一维数组height,其中height[i]等于LCP(i-1,i)。根据LCP Theorem,计算LCP(i,j)相当于查询height数组中i+1到j范围内的最小值,这相当于经典的Range Minimum Query (RMQ)问题。RMQ可以通过预处理线段树或静态排序树在O(nlogn)时间内完成,或者使用RMQ标准算法在O(n)时间内预处理,查询时间常数级。

通过计算后缀数组的经验,我们可以利用后缀之间的关联,发现height数组的一个性质:对于i>1且Rank[i]>1,height[i]大于等于height[i-1]-1。根据这个性质,我们可以设计一个O(n)复杂度的算法计算height数组,并结合RMQ方法,以常数时间计算LCP(i,j)。

最后,通过lcp(Suffix(i),Suffix(j))=LCP(Rank[i],Rank[j]),我们可以在常数时间内计算出任意两个后缀的最长公共前缀,这是后缀数组处理字符串问题的强大工具。

扩展资料

简单的讲,“一府”是指人民政府,“两院”是指人民法院、人民检察院。在中国,国家行政机关、审判机关、检察机关都由作为国家权力机关的人民代表大会产生,对它负责,受它监督;国家机构按照民主集中制的原则活动。

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