1 条题解
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- 问题理解 我们有一个字符串 ,它是接收到的消息。系统原本要连续发送两条完全相同的消息 ,但在传输过程中可能发生一种合并错误:
第一条消息完整发送:
发送第二条消息时,它的开头与第一条消息的结尾发生重叠(重叠部分字符必须完全相同)
重叠长度记为 ,必须满足 (既不能完全不重叠,也不能完全重叠)
因此实际发送的第二个消息是 (即去掉前 个字符)
最终接收到的字符串 为:
注意:
如果 ,则 ,这是简单的拼接,不视为错误。
如果 ,则 ,这是完全重叠,也不视为错误。
题目要求:给定 ,判断是否存在某个 和某个 ()使得上述等式成立。若存在,输出任意一个 ;否则输出 "NO"。
- 数学建模 设:
为重叠长度,满足
根据合并规则:
等式右边的长度: 因此:
由此可得:
由于 必须满足 ,我们得到关于 的不等式:
$\begin{cases} 2m - n \geq 1 & \Rightarrow m \geq \frac{n+1}{2} \\ 2m - n \leq m - 1 & \Rightarrow m \leq n - 1 \end{cases}$
同时 是整数,所以: $\left\lceil \frac{n+1}{2} \right\rceil \leq m \leq n - 1$
另外, 必须为正整数,所以 自然包含在 中。
- 算法思路 因为 ,我们可以枚举所有可能的 (原消息长度)。对于每个 :
计算 。
检查 (由枚举范围保证,但可显式判断)。
取候选 (前 个字符)。
验证两个条件:
后缀匹配: 必须等于 因为 ss[L..m-1]tmsL$ 个字符。
重叠一致性: 必须等于 因为重叠部分既是第一个 的结尾,也是第二个 的开头,它们必须相同。
如果两个条件都满足,则找到了合法的 ,输出并结束。
若所有 都不满足,输出 "NO"。
- 详细推导与正确性证明 必要性: 如果存在 和 使得 ,那么显然 一定在 到 之间(因为 且 )。此时:
的前 个字符就是 ,所以 。
的后 个字符就是 ,所以 。
重叠部分 和 都是长度为 的字符串,且它们相等(因为它们都等于第二个消息的前缀,也等于第一个消息的后缀)。 因此,我们枚举到正确的 时一定会通过验证。
充分性: 如果我们枚举某个 ,并验证了上述两个条件成立,那么定义 ,。 由条件 可得 。 由条件 可知重叠部分一致,且 (因为 的范围保证了 ,且验证时也检查了 )。因此 确实是由错误产生的。
所以算法是正确的。
. 复杂度分析 枚举 :最多 次(实际上从 到 ,约 次)。
每次验证需要比较子串: 和 长度均为 , 和 长度均为 ,每次比较最坏 。
总时间复杂度 , 时非常快。
空间复杂度 ,用于存储字符串和子串(子串操作通常返回新字符串,但也可以使用指针比较优化,这里 很小,直接使用即可)。
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