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2 years ago
##[$AcWing$ $841$. 字符串哈希](https://www.acwing.com/problem/content/843/)
### 一、题目描述
给定一个长度为 $n$ 的字符串,再给定 $m$ 个询问,每个询问包含四个整数 $l_1,r_1,l_2,r_2$,请你判断 $[l_1,r_1]$ 和 $[l_2,r_2]$ 这两个区间所包含的字符串子串是否完全相同。
字符串中只包含大小写英文字母和数字。
**输入格式**
第一行包含整数 $n$ 和 $m$,表示字符串长度和询问次数。
第二行包含一个长度为 $n$ 的字符串,字符串中只包含大小写英文字母和数字。
接下来 $m$ 行,每行包含四个整数 $l_1,r_1,l_2,r_2$,表示一次询问所涉及的两个区间。
注意,字符串的位置从 $1$ 开始编号。
**输出格式**
对于每个询问输出一个结果,如果两个字符串子串完全相同则输出 `Yes`,否则输出 `No`
每个结果占一行。
**数据范围**
$1≤n,m≤10^5$
**输入样例:**
```cpp {.line-numbers}
8 3
aabbaabb
1 3 5 7
1 3 6 8
1 2 1 2
```
**输出样例:**
```cpp {.line-numbers}
Yes
No
Yes
```
### 二、算法思路
字符串哈希 $O(n+m)$
全称 **字符串前缀哈希法**,把字符串变成一个$p$进制数字(哈希值),实现不同的字符串映射到不同的数字。并且,用$h[N]$记录字符串前$N$个字符的$Hash$值,类似于前缀和。
作用就是把$O(N)$的时间复杂度降为$O(1)$。比如本题就是对比任意两段内字符串是不是相同,正常就是类似于一个循环长度次的$substr$,其实用$hash$差就能一步搞定!
**举个栗子**
```c++
str="ABCABCDEYXCACWING";
h[0]=0;
h[1]="A"的Hash值;
h[2]="AB"的Hash值;
h[3]="ABC"的Hash值;
h[4]="ABCA"的Hash值;
```
对形如$X_1X_2X_3...X_{n-1}X_n$的字符串,采用字符 $ASCII$码乘上$P$次方来计算哈希值。
映射公式:$(X_1 \times P^{n-1} +X_2 \times P^{n-2}+...+X_{n-1}\times P^1 + X_n \times P^0) mod \ Q$
比如:字符串$ABCD$$P=131$
那么$h[4]=65*131^3+66*131^2+67*131^1+68*131^0$
而$AB$$P=131$
说是$h[2]=65*131^1+66*131^0$
我们想要求"$CD$"的$HASH$值,怎么求呢?
就是 $h[4]-h[2]*131^2$
#### 注意
1. 任意字符不可以映射成$0$,否则会出现不同的字符串都映射成$0$的情况,比如$A$,$AA$,$AAA$皆为$0$
2. 冲突问题:通过巧妙设置$P$($131$或$13331$) ,$Q$($2^{64}$)的值,一般可以**理解为不产生冲突**(玄学)。
$Q=2^{64}$这个取模动作在代码中没有出现过,这是因为采用了$unsinged \ long\ long $,它本身就是$2^{64}$,如果超过了这个数字,就直接自动溢出,起到了取模的作用。
问题是比较不同区间的子串是否相同,就转化为对应的哈希值是否相同。
求一个字符串的哈希值就类似于构建一维前缀和,求一个字符串的子串哈希值就相当于一维前缀和应用:
构建: $h[i]=h[i-1] \times P+s[i-1] \ \ \ i∈[1,n]$ $h$为前缀和数组,$s[i-1]$为字符串数组此位置字符对应的$ASCII$码。
应用: 查询$l,r$之间部分字符串的$hash=h[r]h[l1]×P^{rl+1}$
![](https://img2022.cnblogs.com/blog/8562/202202/8562-20220218204832745-1678863560.png)
### 三、实现代码
```cpp {.line-numbers}
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef unsigned long long ULL;
const int N = 100010;
const int P = 131;
int n, m;
string str;
ULL h[N], p[N];
ULL get(int l, int r) {
return h[r] - h[l - 1] * p[r - l + 1];
}
int main() {
cin >> n >> m >> str;
p[0] = 1; // p^0=1,初始化
for (int i = 1; i <= n; i++) {
p[i] = p[i - 1] * P; // 基数
h[i] = h[i - 1] * P + str[i - 1]; // 前缀和
}
while (m--) {
int l1, r1, l2, r2;
cin >> l1 >> r1 >> l2 >> r2;
if (get(l1, r1) == get(l2, r2))
puts("Yes");
else
puts("No");
}
return 0;
}
```