#1016312 (C++17) No.2361 Many String Compare Queries

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結果

問題	No.2361 Many String Compare Queries
ユーザー	ecottea
提出日時	2024-10-09 04:00:13
言語	C++17 (gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果	AC
実行時間	2,171 ms / 2,500 ms
コード長	17,793 bytes
コンパイル時間	4,525 ms
コンパイル使用メモリ	279,764 KB
実行使用メモリ	44,352 KB
最終ジャッジ日時	2024-10-09 04:00:34
合計ジャッジ時間	18,993 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge4 / judge3
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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
testcase_00	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_01	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_02	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_03	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_04	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_05	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_06	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_07	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_08	AC	1,801 ms 23,112 KB
testcase_09	AC	2,171 ms 34,088 KB
testcase_10	AC	2,024 ms 29,444 KB
testcase_11	AC	296 ms 44,348 KB
testcase_12	AC	1,504 ms 44,224 KB
testcase_13	AC	1,636 ms 44,352 KB
testcase_14	AC	1,739 ms 43,424 KB
testcase_15	AC	1,819 ms 43,424 KB
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ソースコード

raw source code
#ifndef HIDDEN_IN_VS // 折りたたみ用

// 警告の抑制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

// ライブラリの読み込み
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 型名の短縮
using ll = long long; using ull = unsigned long long; // -2^63 ～ 2^63 = 9e18（int は -2^31 ～ 2^31 = 2e9）
using pii = pair<int, int>;	using pll = pair<ll, ll>;	using pil = pair<int, ll>;	using pli = pair<ll, int>;
using vi = vector<int>;		using vvi = vector<vi>;		using vvvi = vector<vvi>;	using vvvvi = vector<vvvi>;
using vl = vector<ll>;		using vvl = vector<vl>;		using vvvl = vector<vvl>;	using vvvvl = vector<vvvl>;
using vb = vector<bool>;	using vvb = vector<vb>;		using vvvb = vector<vvb>;
using vc = vector<char>;	using vvc = vector<vc>;		using vvvc = vector<vvc>;
using vd = vector<double>;	using vvd = vector<vd>;		using vvvd = vector<vvd>;
template <class T> using priority_queue_rev = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;
using Graph = vvi;

// 定数の定義
const double PI = acos(-1);
int DX[4] = { 1, 0, -1, 0 }; // 4 近傍（下，右，上，左）
int DY[4] = { 0, 1, 0, -1 };
int INF = 1001001001; ll INFL = 4004004003094073385LL; // (int)INFL = INF, (int)(-INFL) = -INF;

// 入出力高速化
struct fast_io { fast_io() { cin.tie(nullptr); ios::sync_with_stdio(false); cout << fixed << setprecision(18); } } fastIOtmp;

// 汎用マクロの定義
#define all(a) (a).begin(), (a).end()
#define sz(x) ((int)(x).size())
#define lbpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::lower_bound(all(a), (x)))
#define ubpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::upper_bound(all(a), (x)))
#define Yes(b) {cout << ((b) ? "Yes\n" : "No\n");}
#define rep(i, n) for(int i = 0, i##_len = int(n); i < i##_len; ++i) // 0 から n-1 まで昇順
#define repi(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i <= i##_end; ++i) // s から t まで昇順
#define repir(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i >= i##_end; --i) // s から t まで降順
#define repe(v, a) for(const auto& v : (a)) // a の全要素（変更不可能）
#define repea(v, a) for(auto& v : (a)) // a の全要素（変更可能）
#define repb(set, d) for(int set = 0, set##_ub = 1 << int(d); set < set##_ub; ++set) // d ビット全探索（昇順）
#define repis(i, set) for(int i = lsb(set), bset##i = set; i < 32; bset##i -= 1 << i, i = lsb(bset##i)) // set の全要素（昇順）
#define repp(a) sort(all(a)); for(bool a##_perm = true; a##_perm; a##_perm = next_permutation(all(a))) // a の順列全て（昇順）
#define uniq(a) {sort(all(a)); (a).erase(unique(all(a)), (a).end());} // 重複除去
#define EXIT(a) {cout << (a) << endl; exit(0);} // 強制終了
#define inQ(x, y, u, l, d, r) ((u) <= (x) && (l) <= (y) && (x) < (d) && (y) < (r)) // 半開矩形内判定

// 汎用関数の定義
template <class T> inline ll powi(T n, int k) { ll v = 1; rep(i, k) v *= n; return v; }
template <class T> inline bool chmax(T& M, const T& x) { if (M < x) { M = x; return true; } return false; } // 最大値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline bool chmin(T& m, const T& x) { if (m > x) { m = x; return true; } return false; } // 最小値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline T getb(T set, int i) { return (set >> i) & T(1); }
template <class T> inline T smod(T n, T m) { n %= m; if (n < 0) n += m; return n; } // 非負mod

// 演算子オーバーロード
template <class T, class U> inline istream& operator>>(istream& is, pair<T, U>& p) { is >> p.first >> p.second; return is; }
template <class T> inline istream& operator>>(istream& is, vector<T>& v) { repea(x, v) is >> x; return is; }
template <class T> inline vector<T>& operator--(vector<T>& v) { repea(x, v) --x; return v; }
template <class T> inline vector<T>& operator++(vector<T>& v) { repea(x, v) ++x; return v; }

#endif // 折りたたみ用


#if __has_include(<atcoder/all>)
#include <atcoder/all>
using namespace atcoder;

#ifdef _MSC_VER
#include "localACL.hpp"
#endif

using mint = modint998244353;
//using mint = static_modint<1000000007>;
//using mint = modint; // mint::set_mod(m);

namespace atcoder {
	inline istream& operator>>(istream& is, mint& x) { ll x_; is >> x_; x = x_; return is; }
	inline ostream& operator<<(ostream& os, const mint& x) { os << x.val(); return os; }
}
using vm = vector<mint>; using vvm = vector<vm>; using vvvm = vector<vvm>; using vvvvm = vector<vvvm>; using pim = pair<int, mint>;
#endif


#ifdef _MSC_VER // 手元環境（Visual Studio）
#include "local.hpp"
#else // 提出用（gcc）
inline int popcount(int n) { return __builtin_popcount(n); }
inline int popcount(ll n) { return __builtin_popcountll(n); }
inline int lsb(int n) { return n != 0 ? __builtin_ctz(n) : 32; }
inline int lsb(ll n) { return n != 0 ? __builtin_ctzll(n) : 64; }
template <size_t N> inline int lsb(const bitset<N>& b) { return b._Find_first(); }
inline int msb(int n) { return n != 0 ? (31 - __builtin_clz(n)) : -1; }
inline int msb(ll n) { return n != 0 ? (63 - __builtin_clzll(n)) : -1; }
#define dump(...)
#define dumpel(...)
#define dump_list(v)
#define dump_mat(v)
#define input_from_file(f)
#define output_to_file(f)
#define Assert(b) { if (!(b)) { vc MLE(1<<30); EXIT(MLE.back()); } } // RE の代わりに MLE を出す
#endif


//【接尾辞木】
/*
* Suffix_tree(string s) : O(n)
*	文字列 s[0..n) で初期化する．
* 
* ll count_unique() : O(n)
*	s に含まれる非空な部分文字列の種類数を返す．
* 
* int count(string p) : O(m log σ) ?
*	s の部分文字列として p が何回現れるかを返す．
*/
class Suffix_tree {
	struct Node {
		int x1, x2; // sa[x1..x2) に対応するブロックであることを表す
		int y1, y2; // [y1..y2) 文字目に対応するブロックであることを表す
		vi ch; // 子の昇順リスト

		Node(int x1, int x2, int y1, int y2) : x1(x1), x2(x2), y1(y1), y2(y2) {}
		Node() : x1(-1), x2(-1), y1(-1), y2(-1) {};

#ifdef _MSC_VER
		friend ostream& operator<<(ostream& os, const Node& v) {
			os << "x:[" << v.x1 << "," << v.x2 << ") "
				<< "y:[" << v.y1 << "," << v.y2 << ") "
				<< "ch:" << v.ch;
			return os;
		}
#endif
	};

	// n : 文字列の長さ
	int n;

	// s : 元の文字列
	string s;

	// sa[x] : s の接尾辞のうち辞書順 x 番目のものの先頭位置
	vi sa;

	// g : s の接尾辞木（0 はダミーの根）
	vector<Node> g;

	vi id;

	vl acc;

	void dfs(int i) {
		id.emplace_back(i);

		ll cnt = (ll)(g[i].x2 - g[i].x1) * (g[i].y2 - g[i].y1);
		acc.emplace_back(acc.back() + cnt);

		repe(ni, g[i].ch) dfs(ni);
	}

public:
	// 文字列 s[0..n) で初期化する．
	Suffix_tree(const string& s) : n(sz(s)), s(s) {
		// 自前で書くのは大変そうなので，ACL の SA と LCP を利用する．
		sa = suffix_array(s);

		auto lcp = lcp_array(s, sa);
		lcp.insert(lcp.begin(), 0);
		lcp.push_back(0);

		// ダミーの根
		g.emplace_back(0, n, 0, 0);

		// stk : 未完成のノードを溜めておくスタック
		stack<int> stk;
		stk.push(0);

		// デカルト木を組み上げるような感じで suffix tree を構築する．
		repi(x, 0, n) {
			dump("------- x:", x, "-------");

			int i = -1;
			while (!stk.empty()) {
				i = stk.top();
				dump("--- i:", i, "---");
				
				if (g[i].y2 <= lcp[x]) break;
				
				if (g[i].y1 < lcp[x]) {
					g.emplace_back(g[i].x1, x, lcp[x], g[i].y2);
					g.back().ch = move(g[i].ch);
					g[i].ch.push_back(sz(g) - 1);
					g[i].y2 = lcp[x];
				}
				else {
					stk.pop();
					g[i].x2 = x;
				}
			}

			if (x < n) {
				g[i].ch.push_back(sz(g));
				stk.push(sz(g));
				g.emplace_back(x, -1, lcp[x], n - sa[x]);
			}

			dumpel(g); dump(stk);
		}
	}

	// s に含まれる非空な部分文字列の種類数を返す．
	ll count_unique() const {
		// verify : https://judge.yosupo.jp/problem/number_of_substrings

		ll res = 0;
		repe(v, g) res += v.y2 - v.y1;
		return res;
	}

	// s の部分文字列として p が何回現れるかを返す．
	int count(const string& p) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/abc362/tasks/abc362_g

		int m = sz(p);
		Assert(m > 0);

		int i = 0; int j = 0;

		// どの子に進めばいいかを毎回二分探索する．
		while (true) {
			int ok = 0, ng = sz(g[i].ch);
			if (ng == 0) return 0;

			while (ng - ok > 1) {
				int mid = (ok + ng) / 2;

				int ic = g[i].ch[mid];
				if (p[j] >= s[sa[g[ic].x1] + g[ic].y1]) ok = mid;
				else ng = mid;
			}

			i = g[i].ch[ok];

			int ws = g[i].y2 - g[i].y1;
			int wp = m - j;
			rep(d, min(ws, wp)) if (s[sa[g[i].x1] + g[i].y1 + d] != p[j + d]) return 0;
			
			if (wp <= ws) return g[i].x2 - g[i].x1;

			j += ws;
		}
	}

	void build() {
		id.reserve(sz(g));
		acc.reserve(sz(g) + 1);
		acc.emplace_back(0);

		dfs(0);
	}

	// 辞書順で k 番目の部分文字列が s[l..r) であるとき {l, r} を返す（なければ {-1, -1} を返す）
	pii get(ll k) const {
		if (k < 0 || 2 * k >= (ll)n * (n + 1)) return { -1, -1 };

		int i = ubpos(acc, k) - 1;
		int v = id[i];
		k -= acc[i];
		int dx = g[v].x2 - g[v].x1;
		return { sa[g[v].x1], sa[g[v].x1] + g[v].y1 + (int)k / dx + 1};
	}
};


//【めぐる式二分探索】O(log|ok - ng|)
/*
* 条件 okQ() を満たす要素 ok と満たさない要素 ng との境界を二分探索する．
* 境界に隣り合うような条件を満たす要素（ok 側）の位置を返す．
* debug_mode = true にして実行すると手元では単調かどうかチェックしながら全探索する．
*/
template <class T, class FUNC>
T meguru_search(T ok, T ng, const FUNC& okQ, bool debug_mode = false) {
	// 参考 : https://twitter.com/meguru_comp/status/697008509376835584
	// verify : https://atcoder.jp/contests/typical90/tasks/typical90_a

	Assert(ok != ng);

#ifdef _MSC_VER	
	// 単調かどうか自信がないとき用
	if (debug_mode) {
		T step = ok < ng ? 1 : -1; T res = ok; bool is_ok = true;
		for (T i = ok; i != ng + step; i += step) {
			auto b = okQ(i);
			if (b) {
				if (!is_ok) {
					cout << "not monotony!" << endl;
					for (T i = ok; i != ng + step; i += step) {
						cout << i << " : " << okQ(i) << endl;
					}
					exit(1);
				}
			}
			else {
				if (is_ok) res = i - step;
				is_ok = false;
			}
		}

		return res;
	}
#endif

	// 境界が決定するまで
	while (abs(ok - ng) > 1) {
		// 区間の中間
		T mid = (ok + ng) / 2;

		// 中間が OK かどうかに応じて区間を縮小する．
		if (okQ(mid)) ok = mid;
		else ng = mid;
	}
	return ok;

	/* okQ の定義の雛形
	auto okQ = [&](ll x) {
		return true || false;
	};
	*/
}


//【ローリングハッシュ（列）】
/*
* Rolling_hash<STR>(STR s, bool reversible = false) : O(n)
*	列 s[0..n) で初期化する．reversible = true にすると逆順のハッシュも計算可能になる．
*	制約：STR は string，vector<T> など．ll 範囲の負数は扱えない．
*
* ull get(int l, int r) : O(1)
*	部分文字列 s[l..r) のハッシュ値を返す（空なら 0）
*
* ull get_rev(int l, int r) : O(1)
*	部分文字列 s[l..r) を反転した文字列のハッシュ値を返す（空なら 0）
*
* ull join(ull hs, ull ht, int len) : O(1)
*	ハッシュ値 hs をもつ s とハッシュ値 ht をもつ t[0..len) を連結した s+t のハッシュ値を返す．
*/
template <class STR>
class Rolling_hash {
	// 参考 : https://qiita.com/keymoon/items/11fac5627672a6d6a9f6

	//【方法】
	// 2^61 - 1 は十分大きい素数であるからローリングハッシュの法として適切である．
	// a, b < 2^61 - 1 とし，積 a b mod (2^61 - 1) を高速に計算できればよい．
	// 
	// まず a, b を上位と下位に分解し
	//		a = 2^31 ah + al, b = 2^31 bh + bl  (ah, bh < 2^30, al, bl < 2^31)
	// とする．これらの積をとると，
	//		a b
	//		= (2^31 ah + al)(2^31 bh + bl)
	//		= 2^62 ah bh + 2^31 (ah bl + bh al) + al bl
	// となる．2^61 ≡ 1 (mod 2^61 - 1) に注意してそれぞれの項を mod 2^61 - 1 で整理する．
	//
	// 第 1 項については，
	//		2^62 ah bh
	//		= 2 ah bh
	//		≦ 2 (2^30-1) (2^30-1)
	// となる．
	//
	// 第 2 項については，c := ah bl + bh al < 2^62 を上位と下位に分解し
	//		c = 2^30 ch + cl  (ch < 2^32, cl < 2^30)
	// とすると，
	//		2^31 c
	//		= 2^31 (2^30 ch + cl)
	//		= ch + 2^31 cl
	//		≦ (2^32-1) + 2^31 (2^30-1)
	// となる．
	//
	// 第 3 項については，
	//		al bl
	//		≦ (2^31-1) (2^31-1)
	// となる．
	// 
	// これらの和は
	//		2 ah bh + ch + 2^31 cl + al bl
	//		≦ 2 (2^30-1) (2^30-1) + (2^32-1) + 2^31 (2^30-1) + (2^31-1) (2^31-1)
	//		= 9223372030412324866 < 9223372036854775808 = 2^63 << 2^64
	// となるのでオーバーフローの心配はない．

	static constexpr ull MASK30 = (1ULL << 30) - 1;
	static constexpr ull MASK31 = (1ULL << 31) - 1;
	static constexpr ull MOD = (1ULL << 61) - 1; // 法（素数）

	// a mod (2^61 - 1) を返す．
	inline ull get_mod(ull a) const {
		ull ah = a >> 61, al = a & MOD;
		ull res = ah + al;
		if (res >= MOD) res -= MOD;
		return res;
	}

	// x ≡ a b mod (2^61 - 1) なる x < 2^63 を返す（ただし a, b < 2^61）
	inline ull mul(ull a, ull b) const {
		ull ah = a >> 31, al = a & MASK31;
		ull bh = b >> 31, bl = b & MASK31;

		ull c = ah * bl + bh * al;
		ull ch = c >> 30, cl = c & MASK30;

		ull term1 = 2 * ah * bh;
		ull term2 = ch + (cl << 31);
		ull term3 = al * bl;

		return term1 + term2 + term3; // < 2^63
	}

	static constexpr ull BASE = 1234567891011; // 適当な基数（本当は実行時に乱択すべき）
	static constexpr ull SHIFT = 4295090752; // 適当なシフト

	// 列の長さ
	int n;

	// powB[i] : BASE^i
	vector<ull> powB;

	// v[i] : s[0..i) のハッシュ値 Σj∈[0..i) (s[j]+SHIFT) BASE^(i-1-j)
	// v_rev[i] : s[n-i..n) を反転した文字列のハッシュ値
	vector<ull> v, v_rev;

public:
	// 列 s[0..n) で初期化する．
	Rolling_hash(const STR& s, bool reversible = false) : n(sz(s)), powB(n + 1), v(n + 1) {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/tessoku-book/tasks/tessoku_book_ec

		powB[0] = 1;
		rep(i, n) powB[i + 1] = get_mod(mul(powB[i], BASE));

		rep(i, n) v[i + 1] = get_mod(mul(v[i], BASE) + (ull)s[i] + SHIFT);

		if (reversible) {
			v_rev.resize(n + 1);
			rep(i, n) v_rev[i + 1] = get_mod(mul(v_rev[i], BASE) + (ull)s[n - 1 - i] + SHIFT);
		}
	}
	Rolling_hash() : n(0) {}

	// s[l..r) のハッシュ値の取得
	ull get(int l, int r) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/tessoku-book/tasks/tessoku_book_ec

		chmax(l, 0); chmin(r, n);
		if (l >= r) return 0;

		return get_mod(v[r] + 4 * MOD - mul(v[l], powB[r - l]));
	}

	// s[l..r) を反転した文字列のハッシュ値の取得
	ull get_rev(int l, int r) {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/tessoku-book/tasks/tessoku_book_ec

		chmax(l, 0); chmin(r, n);
		if (l >= r) return 0;
		Assert(!v_rev.empty());

		// s[l..r) を反転した文字列は s_rev[n-r..n-l) に等しい．
		return get_mod(v_rev[n - l] + 4 * MOD - mul(v_rev[n - r], powB[r - l]));
	}

	// ハッシュ値 hs をもつ s とハッシュ値 ht をもつ t[0..len) を連結した s+t のハッシュ値を返す．
	ull join(ull hs, ull ht, int len) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/abc284/tasks/abc284_f

		Assert(len <= n);
		return get_mod(ht + mul(hs, powB[len]));
	}

	// ハッシュ値 h をもつ s[0..len) を K 個連結した文字列のハッシュ値を返す．
	ull repeat(ull h, int len, ll K) const {
		// verify : https://mojacoder.app/users/bayashiko/problems/rps

		Assert(len <= n);

		ull res = 0, pow2 = h; ll len_pow2 = len;
		while (K > 0) {
			if (K & 1) res = join(res, pow2, len_pow2);
			pow2 = join(pow2, pow2, len_pow2);
			len_pow2 *= 2;
			K /= 2;
		}

		return res;
	}
};


//【辞書順比較（ローリングハッシュ）】O(log(r-l))
/*
* ハッシュ rh1, rh2 をもつ文字列 s1, s2 について，s1[l1..r1) < s2[l2..r2) かを返す．
*
* 利用：【ローリングハッシュ（列）】，【めぐる式二分探索】
*/
template <class STR>
bool comp(const STR& s1, const Rolling_hash<STR>& rh1, int l1, int r1,
	const STR& s2, const Rolling_hash<STR>& rh2, int l2, int r2)
{
	// verify : https://judge.yosupo.jp/problem/suffixarray

	chmax(l1, 0); chmin(r1, sz(s1)); chmax(l2, 0); chmin(r2, sz(s2));
	if (l1 >= r1 || l2 >= r2) return 0;

	// 0 文字目（あれば）を見るだけで決まる場合も多いはず．
	if (r2 - l2 == 0) return false;
	if (r1 - l1 == 0) return true;
	if (s1[l1] < s2[l2]) return true;
	if (s1[l1] > s2[l2]) return false;

	// 1 文字目（あれば）を見るだけで決まる場合も多いはず．
	if (r2 - l2 == 1) return false;
	if (r1 - l1 == 1) return true;
	if (s1[l1 + 1] < s2[l2 + 1]) return true;
	if (s1[l1 + 1] > s2[l2 + 1]) return false;

	// 接頭辞が len 文字一致しているか
	function<bool(int)> okQ = [&](int len) {
		auto hash1 = rh1.get(l1, l1 + len);
		auto hash2 = rh2.get(l2, l2 + len);
		return hash1 == hash2;
	};
	int len = meguru_search(2, min(r1 - l1, r2 - l2) + 1, okQ);

	// len 文字目（あれば）を見て比較する．
	if (r2 - l2 == len) return false;
	if (r1 - l1 == len) return true;
	return s1[l1 + len] < s2[l2 + len];
}


int main() {
	input_from_file("input.txt");
	output_to_file("output.txt");

//	check_count();

	int n, q; string s;
	cin >> n >> q >> s;

	Suffix_tree S(s);
	S.build();

	Rolling_hash RH(s);

	// log 2 つで許してもらえる？
	rep(hoge, q) {
		int L, R;
		cin >> L >> R;
		L--;

		auto okQ = [&](ll x) {
			auto [l, r] = S.get(x);
			dump(x, s.substr(l, r - l));

			return comp(s, RH, l, r, s, RH, L, R);
		};

		cout << meguru_search(-1LL, (ll)n * (n + 1) / 2, okQ) + 1 << endl;
	}
}
yukicoder

結果

テストケース

ソースコード
