Peter算法小课堂—哈希与哈希表

news2024/11/27 13:43:08

额……字符串我们是第一次学，给大家铺一些基础的不能再基础的基础，

字符串比较大小

字符串大小的比较，不是以字符串的长度直接决定，而是从最左边第一个字符开始比较，大者为大，小者为小，若相等，则继续按字符串顺序比较后面的字符（比的是ASCII码）

字符串输入

cin

接受一个字符串，遇“空格”、“TAB”、“回车”都结束

cin.getline()

在一（二）维字符数组中，参数一即为字符数组名，参数二为元素个数。

cin.get()

cin.get(字符数组名,接收字符数目)用来接收一行字符串,可以接收空格。

getline()

接受一个字符串可以接受空格，遇换行结束。包含在string头文件中

getchar()

接受一个字符。包含头文件string

gets()

用法与cin.getline()一样只不过gets不带第三个参数。

OK！开始正题，来一道题吧。说一下，字符串三大杀器：Hash，KMP，AC自动机

数字串匹配1

这一题比较简单，但是……也有坑哦

错误代码：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull p[18]={1,1e1,1e2,1e3,1e4,1e5,
		   1e6,1e7,1e8,1e9,1e10,
		   1e11,1e12,1e13,1e14,1e15,1e16,1e17};
ull n,m,X,Y,cnt=0;
int main(){
	cin>>n>>X>>m>>Y;
	for(ull i=n-m;i>=0;i--)
		cnt+=(X/p[i]%p[m]==Y);
	cout<<cnt<<endl;
	return 0;
}

关键：一定要正着循环，因为ull为无符号整数，永远没有负数，i永远>=0。

正确代码：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull p[18]={1,1e1,1e2,1e3,1e4,1e5,
		   1e6,1e7,1e8,1e9,1e10,
		   1e11,1e12,1e13,1e14,1e15,1e16,1e17};
ull n,m,X,Y,cnt=0;
int main(){
	cin>>n>>X>>m>>Y;
	for(ull i=0;i<=n-m;i--)
		cnt+=(X/p[i]%p[m]==Y);
	cout<<cnt<<endl;
	return 0;
}

那么为什么这样一定对呢？

请看下图👇

这样懂了吧，这是暴力算法，来看下一题

数字串匹配2

取子串这下子usigned long long已经不够了，可能要……long long long long long long long long！我们每次都要取一个字串，那么现在的问题就是：如何取子串且复杂度低低低低低。

给一幅图，立马懂，不懂我倒立洗头

h表示取出来的字串。上图是如何平移窗口，数学知识：位置原理。懂了吗？比较简单。

Hash

那么，哈希的目的是什么：将一个字符串变成一个整数。如果哈希值相等，那么两个字符串就相等。那为什么我们要选一个质数呢？因为防止哈希碰撞。什么是哈希碰撞呢？因为有可能有两个不同的字符串，他们的哈希值相同，我们要避免它。讲了半天，代码呢？

#include <bits/stdc++.h>
#define BASE 131
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
int main(){
	string s;
	cin>>s;
	for(ull i=0;i<s.size();i++)
		hash=hash*BASE+s[i];
	cout<<hash<<endl;
	return 0;
}

这就是传说中的“哈希值”！！！提醒一下大家：大家光看这些内容可能很枯燥，建议加上《信息学奥赛一本通—提高篇》食用更佳。

平移窗口

cin>>n>>X>>m>>Y;
ull p[M]={1};
for(ull i=1;i<=m;i++) p[i]=p[i-1]*BASE;
ull hx=0,hy=0;
for(ull i=0;i<m;i++)
	hx=hx*BASE+X[i],hy=hy*BASE+Y[i];
ull cnt=(hx==hy);
for(ull i=m;i<n;i++){
	hx=(hx-X[i-m]*p[m-1])*BASE;
	cnt+=(hx==hy);
}
cout<<cnt<<endl;

前缀哈希

主要是前缀和

ull p[M]={1},n,m,hx[N];
cin>>n>>X>>m>>Y;
for(ull i=1;i<=m;i++) p[i]=p[i-1]*BASE;
ull hY=0;
for(ull i=0;i<m;i++)
	hY=hY*BASE+Y[i];
hX[0]=0;
for(ull i=0;i<m;i++)
	hX=hX[i-1]*BASE+X[i];
ull cnt=0;
for(ull i=0;i<=n-m;i++){
	ull hash=hX[i+m]-hX[i]*p[m];
	cnt+=(hash==hy);
}
cout<<cnt<<endl;