[loj2991]香山的树


对每一位依次确定,问题即求长度不超过$n$且以$t$为前缀的合法串数

考虑其中一个串$s$,由于$s$以$t$为前缀,对于$s$的任意子串$s'$,显然均有$t

称满足上述性质的非循环串为半合法串,考虑一个出现了$cnt$次$t$的半合法串,将其旋转到所有以$t$为开头的位置,注意到这$cnt$个串中恰存在一个合法串,进而不妨看作每一个半合法串对答案的贡献为$\frac{1}{cnt}$

(注意出现次数包括首尾拼接,即需要再补上一个$t$除最后一个字符外的前缀)

忽略非循环串的限制,半合法串数可以使用下述dp计算——

对$t$建立KMP自动机(即$trans_{i,c}$为$t$最长的前缀满足其是$t[1,i]+c$的后缀),并定义$G_{len,node,cnt}$表示当前长度为$len,$位于节点$node,$且已经出现了$cnt$次$t$的(允许循环的)半合法串数,转移即$\begin{cases}G_{|t|,ed,1}=1\\G_{len,node,cnt}\rightarrow G_{len+1,trans(node,c),cnt+[trans(node,c)=ed]}\end{cases}$

(其中$st,ed$表示自动机的初始和结束状态$,c$要求不小于$t$中$node$对应位置的下一个字符)

关于首尾拼接,记$P_{node}$表示在$node$的基础上加入$t$除最后一个字符外的前缀后经过$ed$的次数,最终将$G_{len,node,cnt}\rightarrow F'_{len,cnt+P_{node}}$即得到忽略非循环串限制的答案

进一步的,对循环串枚举循环次数$k$和循环节长度$d$和循环次数$k$,转移即
$$
F_{len,cnt}=F'_{len,cnt}-\sum_{k\ge 2,k\mid \gcd(len,cnt),d=\frac{len}{k}}\begin{cases}F_{d,\frac{cnt}{k}}&d\ge |t|\\ [t[1,d]是合法串且t在(t[1,d])^{k}中出现了cnt次] &d<|t|\end{cases}
$$
单次dp复杂度为$o(n^{3}|\Sigma|)$,需要做$o(n|\Sigma|)$次dp,总复杂度为$o(n^{4}|\Sigma|^{2})$,可以通过

另外,关于答案存储,注意到循环串数量仅有$o(|\Sigma|^{\frac{n}{2}})$,因此计数中将答案对$10^{36}$取$\min$即可(用__int128存储)

  1 #include
  2 using namespace std;
  3 #define N 55
  4 #define D 26
  5 #define ll long long
  6 #define LL __int128
  7 int n,m,l,nex[N],vis[N],P[N];
  8 ll K0;
  9 LL V=1e36,K,g[N][N][N],f[N][N];
 10 char s[N];
 11 void Add(LL &x,LL y){
 12     x=min(x+y,V);
 13 }
 14 bool check(){
 15     for(int i=1;i<=m;i++){
 16         bool flag=0;
 17         for(int j=1;j<=m;j++){
 18             if (s[(i+j-2)%m+1]1;
 19             if (s[(i+j-2)%m+1]!=s[j])break;
 20         }
 21         if (flag)return 0;
 22     }
 23     for(int i=1;i)
 24         if (m%i==0){
 25             bool flag=0;
 26             for(int j=1;j<=m-i;j++)
 27                 if (s[j]!=s[j+i]){
 28                     flag=1;
 29                     break;
 30                 }
 31             if (!flag)return 0;
 32         }
 33     return 1;
 34 }
 35 void init(){
 36     nex[0]=nex[1]=0;
 37     for(int i=2,j=0;i<=m;i++){
 38         while ((j)&&(s[j+1]!=s[i]))j=nex[j];
 39         if (s[j+1]==s[i])j++;
 40         nex[i]=j;
 41     }
 42     int m0=m;
 43     memset(vis,0,sizeof(vis));
 44     for(int i=1;i<=m0;i++){
 45         m=i,vis[i]=check();
 46         if (!vis[i])continue;
 47         for(int j=1;j<=m0-i;j++)
 48             if (s[j]!=s[j+i]){
 49                 vis[i]=0;
 50                 break;
 51             }
 52     }
 53     memset(P,0,sizeof(P));
 54     for(int node=0;node<=m;node++){
 55         int k=node;
 56         for(int j=1;j){
 57             char c=s[k+1];
 58             if (k==m)c=s[nex[k]+1];
 59             if (s[j]<c){
 60                 P[node]=-1;
 61                 break;
 62             }
 63             while ((k==m)||(k)&&(s[k+1]!=s[j]))k=nex[k];
 64             if (s[k+1]==s[j])k++;
 65             if (k==m)P[node]++;
 66         }
 67     }
 68 }
 69 LL calc(){
 70     init();
 71     for(int i=1;i)
 72         if (s[nex[i]+1]>s[i+1])return 0;
 73     memset(g,0,sizeof(g)); 
 74     g[m][m][1]=1;
 75     for(int len=m;len)
 76         for(int node=m;node>=0;node--)
 77             for(int cnt=1;cnt<=len-m+1;cnt++){
 78                 if (!g[len][node][cnt])continue;
 79                 int d=s[node+1]-'a';
 80                 if (node==m)d=s[nex[node]+1]-'a';
 81                 for(int c=d;c){
 82                     int k=node;
 83                     while ((k==m)||(k)&&(s[k+1]!=c+'a'))k=nex[k];
 84                     if (s[k+1]==c+'a')k++;
 85                     Add(g[len+1][k][cnt+(k==m)],g[len][node][cnt]);
 86                 }
 87             }
 88     memset(f,0,sizeof(f));
 89     for(int len=m;len<=n;len++)
 90         for(int node=0;node<=m;node++)
 91             for(int cnt=1;cnt<=len-m+1;cnt++)
 92                 if (P[node]>=0)Add(f[len][cnt+P[node]],g[len][node][cnt]);
 93     LL ans=0;
 94     for(int len=m;len<=n;len++)
 95         for(int cnt=1;cnt<=n;cnt++){
 96             for(int k=2;k<=min(len,cnt);k++)
 97                 if ((len%k==0)&&(cnt%k==0)){
 98                     int d=len/k;
 99                     if (d>=m)f[len][cnt]-=f[d][cnt/k];
100                     else{
101                         if ((vis[d])&&(k==cnt))f[len][cnt]--;
102                     }
103                 }
104             Add(ans,f[len][cnt]/cnt);
105         }
106     return ans;
107 }
108 void write(LL x){
109     if (!x)return;
110     write(x/10);
111     putchar(x%10+'0');
112 }
113 int main(){
114     scanf("%d%lld%s",&n,&K0,s+1);
115     l=strlen(s+1),K=K0-1;
116     for(m=1;m<=l;m++){
117         int d=s[m]-'a';
118         for(int c=0;c'a',K+=calc();
119         s[m]=d+'a';
120         if (check())K++;
121     }
122     for(m=1;m<=n;m++){
123         for(int c=0;c){
124             s[m]=c+'a';
125             LL cnt=calc();
126             if (K<=cnt)break;
127             K-=cnt;
128             if (c==D-1){
129                 printf("-1\n");
130                 return 0;
131             }
132         }
133         if ((check())&&(--K==0))break;
134     }
135     for(int i=1;i<=m;i++)putchar(s[i]);
136     putchar('\n');
137     return 0;
138 }