Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Алгоритм Касаи и др.

255 байт добавлено, 16:46, 8 июня 2016
Нет описания правки
'''Алгоритм Касаи, Аримуры, Арикавы, Ли, Парка''' (англ. ''Kasai, Arimura, Arikawa, Lee, Park algorithm'') {{---}} алгоритм, позволяющий за линейное время вычислитьдлину наибольших общих префиксов (англ. ''longest common prefix'', ''LCP'') для всех соседних циклических сдвигов строки, отсортированных в лексикографическомпорядке.
==Обозначения==
Нам даныВведём следующие обозначения:* Строка <tex>S</tex>, тогда {{---}} данная строка.* <tex>S_{i}</tex> {{---}} суффикс строки <tex>S</tex>, начинающийся в <tex>i</tex>-ом символе.* <tex>Suf</tex> {{---}} [[Суффиксный массив | Суффиксный суффиксный массив]] <tex>Suf</tex>.* Массив, обратный суффиксному, <tex>Suf^{-1}</tex>{{---}} массив, обратный суффиксному, который может быть получен немедленно, если задан массив <tex>Suf</tex>. Если <tex>Suf[k] = i</tex>, то <tex>Suf^{-1}[i] = k</tex>. Пусть у нас есть массив * <tex>lcp</tex>LCP(S_{Suf[x]}, такой что <tex>lcpS_{Suf[iz]})</tex> {{---}} длина наибольшего общего префикса строк <tex>iS_{Suf[x]}</tex> и <tex>i-1S_{Suf[z]}</tex> строк в суффиксном массиве (.* <tex>Suflcp[i]</tex> и {{---}} длина наибольшего общего префикса соседних строк, то есть <tex>lcp[i] = LCP(S_{Suf[i-1]}, S_{Suf[i]})</tex> соответственно).
==Некоторые свойства LCP==
|id = fact1
|about= №1
|statement=<tex>LCP(S_{Suf[y - 1]}, S_{Suf[y]}) \geqslant LCP(S_{Suf[x]},S_{Suf[z]}), x < y \leqslant z</tex>}}|proof=
<tex>LCP</tex> между двумя суффиксами {{---}} минимум <tex>LCP</tex> всех пар соседних суффиксов между ними в суффиксном массиве <tex>Suf</tex>. То есть <tex>LCP(S_{Suf[x]}, S_{Suf[z]}) = \min\limits_{x < y \leqslant z}LCP(S_{Suf[y - 1]},S_{Suf[y]})</tex>.
Отсюда следует, что <tex>LCP</tex> пары соседних суффиксов в массиве <tex>Suf</tex> больше или равно <tex>LCP</tex> пары суффиксов, окружающих их.
}}Также заметим, что <tex>LCP(S_{Suf[x]}, S_{Suf[z]}) = \min\limits_{i = x + 1 \ldots z}lcp[i]</tex>.
{{Утверждение
|id = fact2
|statement=
Если <tex>LCP(S_{Suf[x-1]} , S_{Suf[x]}) > 1</tex>, тогда <tex>Suf^{-1}[Suf[x - 1] + 1] < Suf^{-1}[Suf[x] + 1]</tex>
|proof=
Рассмотрим пару суффиксов, соседних в массиве <tex>Suf</tex>. Тогда если их значение <tex>LCP</tex> больше <tex>1</tex>, то можно удалить первый символ этих суффиксов и их лексикографический порядок относительно друг друга сохранится. То есть строка <tex>S_{Suf[x] + 1}</tex> будет идти следом за строкой <tex>S_{Suf[x-1] + 1}</tex> и останется лексикографически больше нее.
}}
Рассмотрим пару суффиксов, соседних в массиве <tex>Suf</tex>. Тогда если их значение <tex>LCP</tex> больше <tex>1</tex>, то можно удалить первый символ этих суффиксов и их лексикографический порядок относительно друг друга сохранится. То есть строка <tex>S_{Suf[x] + 1}</tex> будет идти следом за строкой <tex>S_{Suf[x-1] + 1}</tex> и останется лексикографически больше нее.
 
{{Утверждение
|about= №3
|statement=Если <tex>LCP(S_{Suf[x-1]} , S_{Suf[x]} ) > 1</tex>, тогда <tex>LCP(S_{Suf[x-1]+1} , S_{Suf[x]+1}) = LCP(S_{Suf[x-1]} , S_{Suf[x]} ) - 1</tex>
|proof=
В этом же случае, значение <tex>LCP</tex> между <tex>S_{Suf[x-1]+1}</tex> и <tex>S_{Suf[x]+1}</tex> на один меньше значения <tex>LCP</tex> между <tex>S_{Suf[x-1]}</tex> и <tex>S_{Suf[x]}</tex>.
}}
В этом же случае, значение <tex>LCP</tex> между <tex>S_{Suf[x-1]+1}</tex> и <tex>S_{Suf[x]+1}</tex> на один меньше значения <tex>LCP</tex> между <tex>S_{Suf[x-1]}</tex> и <tex>S_{Suf[x]}</tex>.
 
===Пример===
===Вспомогательные утверждения===
Теперь рассмотрим следующую задачу: рассчитать <tex>LCP</tex> между суффиксом <tex>S_{i}</tex> и его соседним суффиксом в массиве <tex>Suf</tex>, при условии, что значение <tex>LCP</tex> между <tex>S_{i-1}</tex> и его соседним суффиксом известны. Для удобства записи пусть <tex>p=Suf^{-1}[i - 1]</tex> и <tex>q = Suf^{-1}[i]</tex>. Так же пусть <tex>j - 1 = Suf[p-1]</tex> и <tex>k = Suf[q - 1]</tex>. Проще говоря, мы хотим посчитать <tex>\mathrm{lcp}[q]</tex>, когда задано <tex>\mathrm{lcp}[p]</tex>.
{{Лемма|id = lemma|statement=
Если <tex>LCP(S_{j-1}, S_{i-1}) > 1</tex>, тогда <tex>LCP(S_k,S_i) \geqslant LCP(S_j,S_i)</tex>.
|proof=
Если <tex>lcp[p] = LCP(S_{j-1}, S_{i-1}) > 1</tex>, то <tex>lcp[q] = LCP(S_{k}, S_{i}) \geqslant lcp[p] - 1</tex>
|proof=
<tex>LCP(S_{k}, S_{i}) \geqslant LCP(S_{j} , S_{i})</tex> (по [[#lemma | лемме]]).
<tex>LCP(S_{j} , S_{i}) = LCP(S_{j-1}, S_{i-1}) - 1</tex> (по [[#fact3 | утверждению №3]]).
Анонимный участник

Навигация