【HDU2222】【Keywords Search】AC自动机，有详细注释题解。

题意：给定N个单词，和一个字符串S，求这N个单词在字符串S中，有多少个出现过。

题解：AC自动机裸题一枚。

AC自动机是基于字典树的一种KMP思想高级算法，用于多字串匹配。就是把字典树建好，然后模仿KMP的前缀数组“pre[]”，在字典树内处理了一个fail（失败指针），失配时顺着往前找，并寄托于此以得到答案。

直接附代码，里面有详解。（数组模拟版！！！指针神马的都去回收站吧！）

结构体+注释版本：

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 250010/*HDU上实际数据范围略小，正常应该开50W*/
#define M 26/*26个字母*/
using namespace std;

struct Trie/*字典树节点结构体*/
{
	int next[M],fail;/*fail，失败指针*/
	short cnt;/*当前节点是多少个单词的结尾*/
}trie[N];

int root,cnt,ans,n;/*根默认为0*/
char t[60],s[1001000];/*t是用于建树的临时输入数组*/

int i,u,v,temp,alp,star;/*此处全为临时变量*/

void init()/*每组测试数据要清一下！*/
{
	root=cnt=ans=0;
	memset(trie,0,sizeof(trie));
}
void insert()/*建字典树*/
{
	scanf("%s",t+1);/*字典树建树过程不赘述了*/
	for(temp=root,i=1;t[i];i++)
	{
		alp=t[i]-'a';/*当前枚举到字母转化成数字*/
		if(!trie[temp].next[alp])trie[temp].next[alp]=++cnt;
		temp=trie[temp].next[alp];
	}
	trie[temp].cnt++;
}
queue<int>q;
void acauto()/*处理出失败指针*/
{
	while(!q.empty())q.pop();
	/*（在函数内开队列，貌似就不需要清，就能省下时间，
			但是退出时系统是一定会清掉这些数据的，所以反而要慢。）*/
	q.push(root);
	while(!q.empty())
	{
		u=q.front();q.pop();
		for(i=0;i<M;i++)if(v=trie[u].next[i])
		{/*在此赘述一下AC自动机失败指针代表字串含义：
			就是当前节点所代表字符串的一个最长后缀，
				此后缀满足有一个不相同的root连接前缀与之相同
			没有深刻理解的童鞋可以手调几个数据，还是那句话：“手调有助于深刻理解”
		*/
			if(u==root)trie[v].fail=root;/*这里只是一个防错处理，
											因为root连着的节点不可能有上述后缀*/
			else
			{
				temp=trie[u].fail;/*从v的角度看，是找到了一个父亲的失败指针*/
				while(temp&&!trie[temp].next[i])temp=trie[temp].fail;
				/*从这个失败指针为起点，寻找尽可能长的后缀，即找相同字母的节点*/
				trie[v].fail=trie[temp].next[i];
				/*然后失败指针被赋值*/
			}
			q.push(v);
		}
	}
}

void handle()
{/*此函数是依托AC自动机来解决多字串匹配问题。*/
	scanf("%s",s+1);
	for(temp=root,i=1;s[i];i++)
	{
		alp=s[i]-'a';
		while(temp&&!trie[temp].next[alp])temp=trie[temp].fail;
		/*if(trie[temp].next[alp])*/star=temp=trie[temp].next[alp];
			/*本代码next不存在则=0，所以可以无视注释掉的if代码*/
		while(trie[star].cnt)
		{
			ans+=trie[star].cnt;
			trie[star].cnt=0;
			star=trie[star].fail;
		}
		/*因为上面几行代码略有缺陷，锁业下面有点补救措施*/
		/*可以在样例数据的基础上再加一个字串“h”即可卡掉不加下面两行的代码*/
		/*原因：若一个点本身是单词结尾，失败指针指向不是，
			而失败指针的失败指针又是单词结尾节点，哼哼~~~*/
		ans+=trie[trie[star].fail].cnt;
		trie[trie[star].fail].cnt=0;
	}
}
/*
		在此提供另一种得到答案的思想，
			即看该节点扫没扫过。
		for(temp=root,i=1;s[i];i++)
		{
			alp=s[i]-'a';
			while(temp&&!trie[temp].next[alp])temp=trie[temp].fail;
			star=temp=trie[temp].next[alp];
			while(star&&!visit[temp])
			{
				ans+=trie[star].cnt;
				star=trie[star].fail;
				visit[temp]=1;
			}
		}
*/

int main()
{
//	freopen("test.in","r",stdin);
	int i,g,_g;
	scanf("%d",&_g);
	for(g=1;g<=_g;g++)
	{
		init();
		scanf("%d",&n);
		for(i=1;i<=n;i++)insert();/*建树*/
		acauto();/*处理失败指针*/
		handle();/*进行匹配得到答案*/
		printf("%d\n",ans);
	}
	return 0;
}

结构体无注释版：

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 250010
#define M 26
using namespace std;

struct Trie
{
	int next[26],fail;
	short cnt;
}trie[N];

int root,cnt,ans,n;
char t[60],s[1001000];

int i,u,v,temp,alp,star;

void init()
{
	root=cnt=ans=0;
	memset(trie,0,sizeof(trie));
}
void insert()
{
	scanf("%s",t+1);
	for(temp=root,i=1;t[i];i++)
	{
		alp=t[i]-'a';
		if(!trie[temp].next[alp])trie[temp].next[alp]=++cnt;
		temp=trie[temp].next[alp];
	}
	trie[temp].cnt++;
}
queue<int>q;
void acauto()
{
	while(!q.empty())q.pop();
	q.push(root);
	while(!q.empty())
	{
		u=q.front();q.pop();
		for(i=0;i<M;i++)if(v=trie[u].next[i])
		{
			if(u==root)trie[v].fail=root;
			else
			{
				temp=trie[u].fail;
				while(temp&&!trie[temp].next[i])temp=trie[temp].fail;
				trie[v].fail=trie[temp].next[i];
			}
			q.push(v);
		}
	}
}

void handle()
{
	scanf("%s",s+1);
	for(temp=root,i=1;s[i];i++)
	{
		alp=s[i]-'a';
		while(temp&&!trie[temp].next[alp])temp=trie[temp].fail;
		star=temp=trie[temp].next[alp];
		while(trie[star].cnt)
		{
			ans+=trie[star].cnt;
			trie[star].cnt=0;
			star=trie[star].fail;
		}
		ans+=trie[trie[star].fail].cnt;
		trie[trie[star].fail].cnt=0;
	}
	printf("%d\n",ans);
}

void build()
{
	scanf("%d",&n);
	for(int i=1;i<=n;i++)insert();
}

int main()
{
	int i,g,_g;
	scanf("%d",&_g);
	for(g=1;g<=_g;g++)
	{
		init();
		build();
		acauto();
		handle();
	}
	return 0;
}

数组模拟结构体无注释版（代码短，就是短）：

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 250010
#define M 26
using namespace std;

int next[N][26],fail[N];
short cnt[N];

int root,num,ans,n;
char t[60],s[1001000];

int i,u,v,temp,alp,star;

void init()
{
	root=num=ans=0;
	memset(fail,0,sizeof(fail));
	memset(cnt,0,sizeof(cnt));
}
void insert()
{
	scanf("%s",t+1);
	for(temp=root,i=1;t[i];i++)
	{
		alp=t[i]-'a';
		if(!next[temp][alp])next[temp][alp]=++num;
		temp=next[temp][alp];
	}
	cnt[temp]++;
}
queue<int>q;
void acauto()
{
	while(!q.empty())q.pop();
	q.push(root);
	while(!q.empty())
	{
		u=q.front();q.pop();
		for(i=0;i<M;i++)if(v=next[u][i])
		{
			if(u==root)fail[v]=root;
			else
			{
				temp=fail[u];
				while(temp&&!next[temp][i])temp=fail[temp];
				fail[v]=next[temp][i];
			}
			q.push(v);
		}
	}
}

void handle()
{
	scanf("%s",s+1);
	for(temp=root,i=1;s[i];i++)
	{
		alp=s[i]-'a';
		while(temp&&!next[temp][alp])temp=fail[temp];
		star=temp=next[temp][alp];
		while(cnt[star])
		{
			ans+=cnt[star];
			cnt[star]=0;
			star=fail[star];
		}
		ans+=cnt[fail[star]];
		cnt[fail[star]]=0;
	}
	printf("%d\n",ans);
}

void build()
{
	scanf("%d",&n);
	for(int i=1;i<=n;i++)insert();
}

int main()
{
	int i,g,_g;
	scanf("%d",&_g);
	for(g=1;g<=_g;g++)
	{
		init();
		build();
		acauto();
		handle();
	}
	return 0;
}