十二省联考2019 字符串问题
字符串问题
题目背景
Yazid 和Tiffany 喜欢字符串问题。在这里，我们将给你介绍一些关于字符串的基本概念。
对于一个字符串 $S$ ，我们定义 $|S|$ 表示 $S$ 的长度。
接着，我们定义该串的子串 $S(L, R)$ 表示由 $S$ 中从左往右数，第 $L$ 个字符到第 $R$ 个字符依次连接形成的字符串，特别地，如果 $L < 1$ 或 $R > |S|$ 或 $L > R$，则 $S(L, R)$ 表示空串。
我们说两个字符串相等，当且仅当它们的长度相等，且从左至右各位上的字符依次 相同。
我们说一个字符串 $T$ 是 $S$ 的前缀，当且仅当 $S(1, |T|) = T$。
两个字符串 $S$, $T$ 相加 $S + T$ 表示的是在 $S$ 后紧挨着写下 $T$ 得到的长度为 $|S| + |T|$ 的字符串。
题目描述
现有一个字符串 $S$。
Tiffany 将从中划出 $n_a$ 个子串作为 $A$ 类串，第 $i$ 个（$1 \leqslant i \leqslant n_a$）为 $A_i = S(la_i, ra_i)$。
类似地，Yazid 将划出 $n_b$ 个子串作为 $B$ 类串，第 $i$ 个（$1 \leqslant i \leqslant n_b$）为 $B_i = S(lb_i, rb_i)$。
现额外给定 $m$ 组支配关系，每组支配关系 $(x, y)$ 描述了第 $x$ 个 $A$ 类串支配. 第 $y$ 个 $B$ 类串。
求一个长度最大的目标串 $T$，使得存在一个串 $T$ 的分割 $T = t_1+t_2+· · ·+t_k$（$k \geqslant 0$）满足：
- 分割中的每个串 $t_i$ 均为 $A$ 类串：即存在一个与其相等的 $A$ 类串，不妨假设其为 $t_i = A_{id_i}$。
- 对于分割中所有相邻的串 $t_i, t_{i+1}$（$1 \leqslant i < k$），都有存在一个$A_{id_i}$ 支配的 $B$ 类串，使得该 $B$ 类串为 $t_{i+1}$ 的前缀。
方便起见，你只需要输出这个最大的长度即可。
特别地，如果存在无限长的目标串（即对于任意一个正整数 $n$，都存在一个满足限制的长度超过 $n$ 的串），请输出 $-1$。
输入输出格式
输入格式：单个测试点中包含多组数据，输入的第一行包含一个非负整数 $T$ 表示数据组数。接下来依次描述每组数据，对于每组数据：
- 第 $1$ 行一个只包含小写字母的字符串 $S$。
- 第 $2$ 行一个非负整数 $n_a$，表示 $A$ 类串的数目。接下来 $n_a$ 行，每行 $2$ 个用空格隔开的整数。
- 这部分中第 $i$ 行的两个数分别为 $la_i$, $ra_i$，描述第 $i$ 个 $A$ 类串。
- 保证 $1 \leqslant la_i \leqslant ra_i \leqslant |S|$。
- 接下来一行一个非负整数 $n_b$，表示 $B$ 类串的数目。接下来 $n_b$ 行，每行 $2$ 个用空格隔开的整数。
- 这部分中第 $i$ 行的两个数分别为 $lb_i$, $rb_i$，描述第 $i$ 个 $B$ 类串。
- 保证 $1 \leqslant lb_i \leqslant rb_i \leqslant |S|$。
- 接下来一行一个非负整数 $m$，表示支配关系的组数。接下来 $m$ 行，每行 $2$ 个用空格隔开的整数。
- 这部分中每行的两个整数 $x$, $y$，描述一对 $(x, y)$ 的支配关系，具体意义见 【题目描述】。
- 保证 $1 \leqslant x \leqslant n_a$，$1 \leqslant y \leqslant n_b$。保证所有支配关系两两不同，即不存在两组支配关系的 $x, $y 均相同。
依次输出每组数据的答案，对于每组数据：
- 一行一个整数表示最大串长。特别地，如果满足限制的串可以是无限长的，则请 输出 $-1$。
输入输出样例
3 abaaaba 2 4 7 1 3 1 3 4 1 2 1 abaaaba 2 4 7 1 3 1 7 7 1 2 1 abbaabbaab 4 1 5 4 7 6 9 8 10 3 1 6 10 10 4 6 5 1 2 1 3 2 1 3 3 4 1
7 -1 13
说明
样例一解释
对于第 $1$ 组数据，$A$ 类串有 $\texttt{aaba}$ 与 $\texttt{aba}$，$B$ 类串有 $\texttt{aa}$，且 $A_2$ 支配 $B_1$。我们可以找到串 $\texttt{abaaaba}$，它可以拆分成 $A_2 + A_1$，且 $A_1$ 包含由 $A_2$ 所支配的 $B_1$ 作为前缀。可以证明不存在长度更大的满足限制的串。
对于第 $2$ 组数据，与第 $1$ 组数据唯一不同的是，唯一的 $B$ 类串为 $\texttt{a}$。容易证明存在无限长的满足限制的串。
对于第 $3$ 组数据，容易证明 $\texttt{abbaabbaaaabb}$ 是最长的满足限制的串。
子任务
为了方便你的阅读，我们把测试点编号放在了表格的中间，请你注意这一点。
表格中的 $|A_i| > |B_j|$ 指的是任意 $B$ 类串的长度不超过任意 $A$ 类串的长度。
对于所有测试点，保证：$T \leqslant 100$，且对于测试点内所有数据，$|S|$, $n_a$, $n_b$, $m$ 的总和分别不会超过该测试点中对应的单组数据的限制的 $10$ 倍。比如，对于第 $1$ 组测试点，就有 $\sum n_a \leqslant 10 \times 100 = 1000$ 等。特别地，我们规定对于测试点 $4$，有 $T \leqslant 10$。
对于所有测试点中的每一组数据，保证：$1 \leqslant |S| \leqslant 2 \times 10^5$，$n_a$, $n_b \leqslant 2 \times 10^5$，$m \leqslant 2 \times 10^5$
提示
十二省联考命题组温馨提醒您：
数据千万条，清空第一条。
多测不清空，爆零两行泪。
题解
考虑问题转化为一个A串向其支配的所有B串的后缀A串连边，如果有环答案 −1；否则是这个 DAG 上最长路径。直接建图是\(n^2\)的，考虑优化建图即可。
由于 A,B 都是原串的一个子串，那么对原串的反串建 SAM，一个子串的后缀就是其所在节点上比它长的串以及，其子树里的所有串。
首先将所有 A,B 串在 SAM上用倍增定位并新建节点，把SAM上每个节点拆成入点和出点，对于SAM每一个节点上的 A,B 串分节点按照长度排序和入点出点连成一条链，每个出点再向其孩子入点连边。此时直接让 A 串对应点和 B 串对应分节点点连边即可。
但是有一个问题，那就是这样连边的话可以在SAM的一个节点上走，从len小的A走到len大的B，还计入了A的贡献，这样就错了。考虑要取用一个点的贡献那就不能再往同一个SAM节点的len更大的分节点上走了。所以不要把 A 串的贡献直接记在链上的节点，再新建一个节点记在这个节点上面然后让原来的节点连一条边到它，然后由它来连支配边即可。
总复杂度\(O(n\log n)\)，瓶颈在于排序连边的部分。
#include<bits/stdc++.h>
#define rg register
#define il inline
#define co const
template<class T>il T read(){
rg T data=0,w=1;rg char ch=getchar();
for(;!isdigit(ch);ch=getchar())if(ch=='-') w=-w;
for(;isdigit(ch);ch=getchar()) data=data*10+ch-'0';
return data*w;
}
template<class T>il T read(rg T&x) {return x=read<T>();}
typedef long long ll;
using namespace std;
typedef pair<int,int> pii;
co int N=2e6;
int na,nb;
namespace graph{
queue<int> q;
vector<int> g[N];
int deg[N],n;ll val[N],dis[N];
il void add_edge(int x,int y){
g[x].push_back(y),++deg[y],n=max(n,max(x,y));
}
void solve(){
for(int i=1;i<=n;++i)if(!deg[i]) q.push(i);
int bfn=0;
for(int u;!q.empty();q.pop()){
u=q.front(),dis[u]+=val[u],++bfn;
for(int i=0,v;i<g[u].size();++i){
v=g[u][i],dis[v]=max(dis[v],dis[u]);
if(!--deg[v]) q.push(v);
}
}
if(bfn!=n) return puts("-1"),void();
ll ans=0;
for(int i=1;i<=n;++i) ans=max(ans,dis[i]);
printf("%lld\n",ans);
}
void clear(){
for(int i=1;i<=n;++i) deg[i]=dis[i]=val[i]=0,g[i].clear();
n=0;
}
}
il bool cmp(co pii&a,co pii&b){
return a.first!=b.first?a.first<b.first:a.second>b.second;
}
namespace SAM{
int last=1,tot=1;
int ch[N][26],fa[N],len[N],ref[N];
void ins(int c,int po){
int p=last,cur=last=++tot;
len[cur]=len[p]+1,ref[po]=cur;
for(;p&&!ch[p][c];p=fa[p]) ch[p][c]=cur;
if(!p) fa[cur]=1;
else{
int q=ch[p][c];
if(len[q]==len[p]+1) fa[cur]=q;
else{
int clone=++tot;
memcpy(ch[clone],ch[q],sizeof ch[q]);
fa[clone]=fa[q],len[clone]=len[p]+1;
fa[cur]=fa[q]=clone;
for(;ch[p][c]==q;p=fa[p]) ch[p][c]=clone;
}
}
}
int anc[N][19];
vector<int> e[N];
void dfs(int u){
anc[u][0]=fa[u];
for(int i=1;i<=18;++i) anc[u][i]=anc[anc[u][i-1]][i-1];
for(int i=0;i<e[u].size();++i)
graph::add_edge(u+tot,e[u][i]),dfs(e[u][i]);
}
void build_tree(){
for(int i=2;i<=tot;++i) e[fa[i]].push_back(i);
dfs(1);
}
vector<pii> s[N];
void push_node(int l,int r,int id){
int x=ref[l];
for(int i=18;i>=0;--i)
if(len[anc[x][i]]>=r-l+1) x=anc[x][i];
s[x].push_back(pii(r-l+1,id));
}
void build_graph(){
for(int i=1;i<=tot;++i){
sort(s[i].begin(),s[i].end(),cmp);
for(int j=0,x;j<s[i].size();++j){
x=s[i][j].second;
if(j==0) graph::add_edge(i,x+tot*2);
if(j==s[i].size()-1) graph::add_edge(x+tot*2,i+tot);
else graph::add_edge(x+tot*2,s[i][j+1].second+tot*2);
if(x<=na){
graph::add_edge(x+tot*2,x+tot*2+na+nb);
graph::val[x+tot*2+na+nb]=s[i][j].first;
}
}
if(!s[i].size()) graph::add_edge(i,i+tot);
}
}
void clear(){
for(int i=1;i<=tot;++i) memset(ch[i],0,sizeof ch[i]),e[i].clear(),s[i].clear();
last=tot=1;
}
}
char str[N];
void real_main(){
scanf("%s",str+1);int n=strlen(str+1);
for(int i=n;i;--i) SAM::ins(str[i]-'a',i);
SAM::build_tree();
read(na);
for(int i=1,l,r;i<=na;++i) read(l),read(r),SAM::push_node(l,r,i);
read(nb);
for(int i=1,l,r;i<=nb;++i) read(l),read(r),SAM::push_node(l,r,i+na);
SAM::build_graph();
int m=read<int>();
for(int i=1,x,y;i<=m;++i) read(x),read(y),graph::add_edge(x+SAM::tot*2+na+nb,y+na+SAM::tot*2);
graph::solve();
SAM::clear(),graph::clear();
}
int main(){
for(int T=read<int>();T--;) real_main();
return 0;
}
