A palindromic substring $T[i.. j]$ of a string $T$ is said to be a shortest unique palindromic substring (SUPS) in $T$ for an interval $[p, q]$ if $T[i.. j]$ is a shortest palindromic substring such that $T[i.. j]$ occurs only once in $T$, and $[i, j]$ contains $[p, q]$. The SUPS problem is, given a string $T$ of length $n$, to construct a data structure that can compute all the SUPSs for any given query interval. It is known that any SUPS query can be answered in $O(\alpha)$ time after $O(n)$-time preprocessing, where $\alpha$ is the number of SUPSs to output [Inoue et al., 2018]. In this paper, we first show that $\alpha$ is at most $4$, and the upper bound is tight. We also show that the total sum of lengths of minimal unique palindromic substrings of string $T$, which is strongly related to SUPSs, is $O(n)$. Then, we present the first $O(n)$-bits data structures that can answer any SUPS query in constant time. Also, we present an algorithm to solve the SUPS problem for a sliding window that can answer any query in $O(\log\log W)$ time and update data structures in amortized $O(\log\sigma + \log\log W)$ time, where $W$ is the size of the window, and $\sigma$ is the alphabet size. Furthermore, we consider the SUPS problem in the after-edit model and present an efficient algorithm. Namely, we present an algorithm that uses $O(n)$ time for preprocessing and answers any $k$ SUPS queries in $O(\log n\log\log n + k\log\log n)$ time after single character substitution. Finally, as a by-product, we propose a fully-dynamic data structure for range minimum queries (RmQs) with a constraint where the width of each query range is limited to poly-logarithmic. The constrained RmQ data structure can answer such a query in constant time and support a single-element edit operation in amortized constant time.


翻译:字符串 $T$ 的一个回文子串 $T[i.. j]$ 被称为区间 $[p, q]$ 的最短唯一回文子串(SUPS),若 $T[i.. j]$ 是满足以下条件的最短回文子串:$T[i.. j]$ 在 $T$ 中仅出现一次,且区间 $[i, j]$ 包含区间 $[p, q]$。SUPS 问题是指:给定长度为 $n$ 的字符串 $T$,构建一种数据结构,使得对于任意查询区间,能计算所有 SUPS。已知在 $O(n)$ 时间预处理后,任何 SUPS 查询可在 $O(\alpha)$ 时间内回答,其中 $\alpha$ 为待输出 SUPS 的数量 [Inoue 等人, 2018]。本文首先证明 $\alpha$ 至多为 $4$,且该上界是紧的。我们还证明了与 SUPS 密切相关的字符串 $T$ 的最小唯一回文子串的总长度之和为 $O(n)$。接着,我们提出了首个能在常数时间内回答任意 SUPS 查询的 $O(n)$ 比特数据结构。同时,我们提出了一种适用于滑动窗口的 SUPS 问题求解算法:该算法可在 $O(\log\log W)$ 时间内回答任意查询,并在摊还 $O(\log\sigma + \log\log W)$ 时间内更新数据结构,其中 $W$ 为窗口大小,$\sigma$ 为字母表大小。此外,我们考虑了编辑后模型下的 SUPS 问题,并提出一种高效算法:该算法使用 $O(n)$ 时间进行预处理,在单字符替换后,可在 $O(\log n\log\log n + k\log\log n)$ 时间内回答任意 $k$ 个 SUPS 查询。最后,作为副产品,我们提出了一种适用于查询区间宽度受限于多对数规模的完全动态范围最小值查询(RmQ)数据结构。该受约束的 RmQ 数据结构能在常数时间内回答此类查询,并在摊还常数时间内支持单元素编辑操作。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月16日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员