AhoCorasick法 (string/aho-corasick.hpp)

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• Last update: 2026-05-19 12:13:26+09:00
• Include: #include "string/aho-corasick.hpp"

Depends on

• Trie Tree (string/trie.hpp)

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• verify/yukicoder_430.cpp

Code

#pragma once
#include "trie.hpp"
#include <bits/stdc++.h>
#include <queue>

/*!
 * @struct AhoCorasick
 * string/trie.hppのTrie構造体を継承している
 * trieの各ノードに対して、存在しない子ノードから、子を連結した文字列のprefixの中で長さが最大のノードに繋ぐオートマトンを作成する
 * テンプレート引数のheavyをtrueにすると、各ノードに対してマッチする文字列の列を管理できる
 * falseにすると個数のみ
 * build関数でオートマトンを作成する O(S)
 */

template <size_t char_size = 26, int margin = 'a', bool heavy = true>
struct AhoCorasick : Trie<char_size + 1, margin> {
  using TRIE = Trie<char_size + 1, margin>;
  using TRIE::get_next;

  std::vector<int> correct;

  /*!
   * @fn
   * trieの各ノードに対して、存在しない子ノードから、子を連結した文字列のprefixの中で長さが最大のノードに繋ぐオートマトンを作成する
   * 計算量は追加された文字列の長さの和をSとしてO(S)
   */
  void build() {
    correct.resize(this->nodes.size());

    for (int i = 0; i < this->size(); i++) {
      correct[i] = this->nodes[i].accepts.size();
    }

    std::queue<int> que;

    for (int k = 0; k < char_size; k++) {
      if (~get_next(0, k)) {
        this->nodes[get_next(0, k)].nxt[char_size] = 0;
        que.emplace(get_next(0, k));
      } else {
        this->nodes[0].nxt[k] = 0;
      }
    }

    while (!que.empty()) {
      auto &x = this->nodes[que.front()];
      int fail = x.nxt[char_size];

      correct[que.front()] += correct[fail];

      que.pop();

      for (int k = 0; k < char_size; k++) {
        int &nxt = x.nxt[k];

        if (nxt < 0) {
          nxt = get_next(fail, k);
          continue;
        }

        que.emplace(nxt);
        this->nodes[nxt].nxt[char_size] = get_next(fail, k);

        if (heavy) {
          auto &accept_x = this->nodes[nxt].accepts;
          auto &accept_y = this->nodes[get_next(fail, k)].accepts;

          std::vector<int> accept;

          set_union(accept_x.begin(), accept_x.end(), accept_y.begin(),
                    accept_y.end(), std::back_inserter(accept));

          accept_x = accept;
        }
      }
    }
  }

  std::pair<int, int> move(const char &c, int now = 0) {
    now = get_next(now, c - margin);

    return {correct[now], now};
  }
  std::pair<int, int> move(const std::string &s, int now = 0) {
    int res = 0;

    for (auto &c : s) {
      auto [cnt, nxt] = move(c, now);
      res += cnt, now = nxt;
    }

    return {res, now};
  }
};

/*!
 * @file string/aho-corasick.hpp
 * @brief AhoCorasick法
 * @auther hidehic0
 * @date 2026-05-19
 */

#line 2 "string/trie.hpp"
#include <bits/stdc++.h>

/*!
 * @struct Trie
 * Trie木構造体 使う文字は[margin,margin+char_size)の範囲でないといけない
 * @note
 * 参考: https://nyaannyaan.github.io/library/string/trie.hpp
 */
template <size_t char_size = 26, char margin = 'a'> struct Trie {
  struct Node {
    std::array<int, char_size> nxt;
    std::vector<int> accepts;

    char key;
    int child_accepts = 0;

    Node(char c) : key(c) { fill(nxt.begin(), nxt.end(), -1); };
  };

  std::vector<Node> nodes;

  Trie(char root = '$') { nodes.emplace_back(root); }

  inline int get_next(int i, int j) { return nodes[i].nxt[j]; }

  void add(std::string S, int id = -1) {
    int cur = 0;

    for (char s : S) {
      int k = s - margin;

      assert(0 <= k && k < char_size);

      if (~get_next(cur, k)) {
        cur = get_next(cur, k);
        continue;
      }

      int nxt = nodes.size();

      nodes[cur].nxt[k] = nxt;
      nodes.emplace_back(s);
      nodes[nxt].child_accepts++;

      cur = nxt;
    }

    nodes[cur].accepts.emplace_back(id == -1 ? nodes[0].child_accepts++ : id);
  }

  int size() { return nodes.size(); }
};

/*!
 * @file string/trie.hpp
 * @brief Trie Tree
 * @auther hidehic0
 */
#line 5 "string/aho-corasick.hpp"

/*!
 * @struct AhoCorasick
 * string/trie.hppのTrie構造体を継承している
 * trieの各ノードに対して、存在しない子ノードから、子を連結した文字列のprefixの中で長さが最大のノードに繋ぐオートマトンを作成する
 * テンプレート引数のheavyをtrueにすると、各ノードに対してマッチする文字列の列を管理できる
 * falseにすると個数のみ
 * build関数でオートマトンを作成する O(S)
 */

template <size_t char_size = 26, int margin = 'a', bool heavy = true>
struct AhoCorasick : Trie<char_size + 1, margin> {
  using TRIE = Trie<char_size + 1, margin>;
  using TRIE::get_next;

  std::vector<int> correct;

  /*!
   * @fn
   * trieの各ノードに対して、存在しない子ノードから、子を連結した文字列のprefixの中で長さが最大のノードに繋ぐオートマトンを作成する
   * 計算量は追加された文字列の長さの和をSとしてO(S)
   */
  void build() {
    correct.resize(this->nodes.size());

    for (int i = 0; i < this->size(); i++) {
      correct[i] = this->nodes[i].accepts.size();
    }

    std::queue<int> que;

    for (int k = 0; k < char_size; k++) {
      if (~get_next(0, k)) {
        this->nodes[get_next(0, k)].nxt[char_size] = 0;
        que.emplace(get_next(0, k));
      } else {
        this->nodes[0].nxt[k] = 0;
      }
    }

    while (!que.empty()) {
      auto &x = this->nodes[que.front()];
      int fail = x.nxt[char_size];

      correct[que.front()] += correct[fail];

      que.pop();

      for (int k = 0; k < char_size; k++) {
        int &nxt = x.nxt[k];

        if (nxt < 0) {
          nxt = get_next(fail, k);
          continue;
        }

        que.emplace(nxt);
        this->nodes[nxt].nxt[char_size] = get_next(fail, k);

        if (heavy) {
          auto &accept_x = this->nodes[nxt].accepts;
          auto &accept_y = this->nodes[get_next(fail, k)].accepts;

          std::vector<int> accept;

          set_union(accept_x.begin(), accept_x.end(), accept_y.begin(),
                    accept_y.end(), std::back_inserter(accept));

          accept_x = accept;
        }
      }
    }
  }

  std::pair<int, int> move(const char &c, int now = 0) {
    now = get_next(now, c - margin);

    return {correct[now], now};
  }
  std::pair<int, int> move(const std::string &s, int now = 0) {
    int res = 0;

    for (auto &c : s) {
      auto [cnt, nxt] = move(c, now);
      res += cnt, now = nxt;
    }

    return {res, now};
  }
};

/*!
 * @file string/aho-corasick.hpp
 * @brief AhoCorasick法
 * @auther hidehic0
 * @date 2026-05-19
 */

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