https://www.acmicpc.net/problem/14958
26/02/04
FFT를 활용한 문자열 매칭 개념을 배울 수 있는 좋은 문제이다.
문제 접근 방식:
얼핏 보면 KMP나 라빈-카프와 같은 문자열 매칭 알고리즘을 활용하여 문제를 해결할 수 있을 것 처럼 보인다.
하지만 문제에서 요구하고자 하는 것이 실제로 매칭이 되냐 안되냐의 여부를 물어보는 것이 아니라, 몇 번 이기냐, 즉, 빈도수를 물어보기 때문에 문자열 매칭 알고리즘을 적용하는 것은 무리가 있다.
여기서 어떻게 FFT알고리즘을 적용할 수 있는지가 의문일 것이다.
먼저, 1067번 이동 문제를 풀어서 알다 시피, Convolution을 진행하는 다른쪽의 배열을 뒤집으면 일대일로 매칭할 수 있도록 만들 수 있다.
따라서 내가 고른 문자열을 뒤집어주고 시작하자.
이후, 'R', 'P', 'S'에 해당하는 문자 하나하나마다 배열을 만들어준다. 즉, 상대방의 RPS와 내 RPS, 총 6개의 배열을 만들어주면 된다.
각각의 RPS배열마다 해당 인덱스에 'R', 'P', 'S'가 존재한다면 $1$, 그렇지 않는다면 $0$으로 설정해주자.
상대방의 Rock배열과 내 Paper배열을 Convolution으로 곱하면, 상대방이 주먹을 냈을 때 내가 이기는 경우의 수를 셀 수 있다.
가위랑 보도 마찬가지 방법으로 셀 수 있다. 우리가 구하고자 하는 것은 주먹, 가위, 보 상관 없이 내가 최대한 몇 번 이길 수 있는지를 찾고 싶기 때문에, 각각의 결과를 더해주면 구해줄 수 있다.
아래는 내가 위의 접근 방식과 같이 작성한 C++ 코드이다. 더보기를 누르면 확인할 수 있다.
// 14958번 Rock Paper Scissors
// NTT
/*
접근 방법:
rock, scissors, paper배열 따로 만들고 NTT 3번
*/
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
#define fastio ios::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); cout.tie(0);
#define endl '\n'
/*
Notes:
MOD = 998'244'353 = 119*2^23 + 1
MOD = 1'004'535'809 = 479*2^21 + 1 / G = 3 / Works for lengths up to 2^21. / Use with CRT and 998'244'353
MOD = 469'762'049 = 7*2^26 + 1 / G = 3 / Works for lengths up to 2^26.
MOD = 167'772'161 = 5*2^25 + 1 / G = 3 / Works for lengths up to 2^25.
MOD = 1'224'736'769 = 73*2^24 + 1 / G = 3 / Works for lengths up to 2^24.
Combine above 3-NTT primes with CRT -> 75bits fast product ok.
*/
template<int MOD, int G>
struct NTT {
using ll = long long;
private :
// HELPER FUNCTION
inline int mul_mod(int a, int b) const {return (ll)a * b % MOD;}
inline int pow_mod(int a, int e) const {
int r = 1;
while(e > 0){
if(e & 1) r = mul_mod(r, a);
a = mul_mod(a, a);
e >>= 1;
}
return r;
}
inline int mod_inv(int a) const {return pow_mod(a, MOD-2);}
public :
void iterative_NTT(vector<int>& a, int invert){
int n = (int)a.size();
// 1) bit-reversal permutation
for (int i = 1, j = 0; i < n; i++){
int bit = n >> 1;
while (j & bit){
j ^= bit;
bit >>= 1;
}
j ^= bit;
if (i < j) swap(a[i], a[j]);
}
// 2) butterflies by length = 2, 4, 8, ...
for (int len = 2; len <= n; len <<= 1){
// primitive len-th root of unity
int w_len = pow_mod(G, (MOD - 1) / len);
if (invert) w_len = mod_inv(w_len);
for (int i = 0; i < n; i += len){
int w = 1;
for (int j = 0; j < len / 2; j++){
int u = a[i+j];
int v = mul_mod(w, a[i+j+len/2]);
int x = u+v; if (x >= MOD) x -= MOD;
int y = u-v; if (y < 0) y += MOD;
a[i+j] = x;
a[i+j+len/2] = y;
w = mul_mod(w, w_len);
}
}
}
// 3) Divide by n (multiply by inverse) for inverse transform
if (invert){
int inv_n = mod_inv(n);
for (int i = 0; i < n; ++i){
a[i] = mul_mod(a[i], inv_n);
}
}
}
// Input : Coefficient vector {a_0, a_1, ...}, {b_0, b_1, ...}
// Output : Convolution of two coefficient vector
vector<int> convolution(vector<int> a, vector<int> b) {
if (a.empty() || b.empty()) return {};
int S_a = (int)a.size(), S_b = (int)b.size();
// Make vector size easy to dnc(2^n).
int n = 1;
while (n < S_a + S_b - 1){
n <<= 1;
}
a.resize(n); b.resize(n);
// Normalize to [0, MOD)
for (int i = 0; i < n; ++i){
a[i] %= MOD; if (a[i] < 0) a[i] += MOD;
b[i] %= MOD; if (b[i] < 0) b[i] += MOD;
}
// NTT
iterative_NTT(a, 0); iterative_NTT(b, 0);
// Pointwise product
for (int i = 0; i < n; i++) {
a[i] = mul_mod(a[i], b[i]);
}
// INTT
iterative_NTT(a, 1);
a.resize(S_a + S_b - 1);
return a;
}
};
int main() {
fastio
NTT<998'244'353, 3> ntt;
int N, M; cin >> N >> M;
vector<int> rock(N, 0), paper(N, 0), scissors(N, 0);
vector<int> merock(M, 0), mepaper(M, 0), mescissors(M, 0);
char C;
for (int i = 0; i < N; ++i){
cin >> C;
if (C == 'R') rock[i] = 1;
else if (C == 'P') paper[i] = 1;
else scissors[i] = 1;
}
for (int i = 0; i < M; ++i){
cin >> C;
if (C == 'R') merock[M-i-1] = 1;
else if (C == 'P') mepaper[M-i-1] = 1;
else mescissors[M-i-1] = 1;
}
auto paperWin = ntt.convolution(rock, mepaper);
auto scissorsWin = ntt.convolution(paper, mescissors);
auto rockWin = ntt.convolution(scissors, merock);
int ans = 0;
for (int i = M-1; i < N+M-1; ++i){
ans = max(ans, paperWin[i]+scissorsWin[i]+rockWin[i]);
}
cout << ans;
return 0;
}
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