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整数字母表上 DAWG、对称索引结构与 MAW 的线性时间计算

数据结构与算法 2023-07-06 v1 形式语言与自动机理论

摘要

长度为 nn 的字符串 yy 的有向无环词图(DAWG)是识别 yy 所有后缀的最小(部分)DFA,仅含 O(n)O(n) 个节点和边。在本文中,我们展示了如何针对 nn 的多项式大小的整数字母表,在 O(n)O(n) 时间内从 yy 的后缀树构造输入字符串 yy 的 DAWG。在此过程中,我们首先描述了一个民间算法,该算法给定 yy 的后缀树,可在 O(n)O(n) 时间内构造 yy 的反转字符串的 DAWG。然后,我们提出了自己的算法,从 yy 的后缀树出发,针对整数字母表在 O(n)O(n) 时间内构建 yy 的 DAWG。我们还表明,对我们的 DAWG 构造算法进行直接修改,可得到首个针对整数字母表上给定字符串 yy 构造词缀树(affix tree)的 O(n)O(n) 时间算法。词缀树是一种支持双向模式搜索的文本索引结构。接着我们讨论了我们的构造如何能为构建其他文本索引结构(如线性大小后缀字典树和对称 CDAWG)在整数字母表情况下带来线性时间算法。作为我们 O(n)O(n) 时间 DAWG 构造算法的进一步应用,我们展示了 yy 的所有极小缺失词(MAW)集合 MAW(y)\mathsf{MAW}(y) 可在最优的、输入与输出敏感的 O(n+MAW(y))O(n + |\mathsf{MAW}(y)|) 时间和 O(n)O(n) 工作空间内针对整数字母表计算出来。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.01428,
  title  = {Linear-time Computation of DAWGs, Symmetric Indexing Structures, and MAWs for Integer Alphabets},
  author = {Yuta Fujishige and Yuki Tsujimaru and Shunsuke Inenaga and Hideo Bannai and Masayuki Takeda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.01428},
  year   = {2023}
}

备注

This is an extended version of the paper "Computing DAWGs and Minimal Absent Words in Linear Time for Integer Alphabets" from MFCS 2016