题解 P3370 【【模板】字符串哈希】
远航之曲
2017-08-07 09:25:45
[博客](http://www.yhzq-blog.cc/字符串hash总结/)
据我的理解，Hash就是一个像函数一样的东西，你放进去一个值，它给你输出来一个值。输出的值就是Hash值。一般Hash值会比原来的值更好储存(更小)或比较。
那字符串Hash就非常好理解了。就是把字符串转换成一个整数的函数。而且要尽量做到使字符串对应唯一的Hash值。
字符串Hash的种类还是有很多种的，不过在信息学竞赛中只会用到一种名为“BKDR Hash”的字符串Hash算法。
它的主要思路是选取恰当的进制，可以把字符串中的字符看成一个大数字中的每一位数字，不过比较字符串和比较大数字的复杂度并没有什么区别(高精数的比较也是$O(n)$的)，但只要把它对一个数取模，然后认为取模后的结果相等原数就相等，那么就可以在一定的错误率的基础上$O(1)$进行判断了。
那么我们选择什么进制比较好？
首先不要把任意字符对应到数字0，比如假如把a对应到数字0，那么将不能只从Hash结果上区分ab和b（虽然可以额外判断字符串长度，但不把任意字符对应到数字0更加省事且没有任何副作用），一般而言，把a-z对应到数字1-26比较合适。
关于进制的选择实际上非常自由，大于所有字符对应的数字的最大值，不要含有模数的质因子(那还模什么)，比如一个字符集是a到z的题目，选择27、233、**19260817** 都是可以的。
模数的选择（尽量还是要选择质数）：
绝大多数情况下，不要选择一个$10^9$级别的数，因为这样随机数据都会有Hash冲突，根据生日悖论，随便找上$\sqrt{10^9}$个串就有大概率出现至少一对Hash 值相等的串（参见BZOJ 3098 Hash Killer II）。
最稳妥的办法是选择两个$10^9$级别的质数，只有模这两个数都相等才判断相等，但常数略大，代码相对难写，目前暂时没有办法卡掉这种写法（除了卡时间让它超时）（参见BZOJ 3099 Hash Killer III）。
如果能背过或在考场上找出一个$10^18$级别的质数(Miller-Rabin)，也相对靠谱，主要用于前一种担心会超时，后一种担心被卡。
偷懒的写法就是直接使用unsigned long long，不手动进行取模，它溢出时会自动对$2^64$进行取模，如果出题人比较良心，这种做法也不会被卡，但这个是完全可以卡的，卡的方法参见BZOJ 3097 Hash Killer I。
下面是代码
这是自然溢出hash(100)
```cpp
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull base=131;
ull a[10010];
char s[10010];
int n,ans=1;
ull hashs(char s[])
{
int len=strlen(s);
ull ans=0;
for (int i=0;i<len;i++)
ans=ans*base+(ull)s[i];
return ans&0x7fffffff;
}
main()
{
scanf("%d",&n);
for (int i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%s",s);
a[i]=hashs(s);
}
sort(a+1,a+n+1);
for (int i=2;i<=n;i++)
if (a[i]!=a[i-1])
ans++;
printf("%d\n",ans);
}
```
这是单模数hash(80)
```cpp
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull base=131;
ull a[10010];
char s[10010];
int n,ans=1;
ull mod=19260817;
ull hashs(char s[])
{
int len=strlen(s);
ull ans=0;
for (int i=0;i<len;i++)
ans=(ans*base+(ull)s[i])%mod;
return ans;
}
main()
{
scanf("%d",&n);
for (int i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%s",s);
a[i]=hashs(s);
}
sort(a+1,a+n+1);
for (int i=2;i<=n;i++)
if (a[i]!=a[i-1])
ans++;
printf("%d\n",ans);
}
```
这是双hash(100)
```cpp
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull base=131;
struct data
{
ull x,y;
}a[10010];
char s[10010];
int n,ans=1;
ull mod1=19260817;
ull mod2=19660813;
ull hash1(char s[])
{
int len=strlen(s);
ull ans=0;
for (int i=0;i<len;i++)
ans=(ans*base+(ull)s[i])%mod1;
return ans;
}
ull hash2(char s[])
{
int len=strlen(s);
ull ans=0;
for (int i=0;i<len;i++)
ans=(ans*base+(ull)s[i])%mod2;
return ans;
}
bool comp(data a,data b)
{
return a.x<b.x;
}
main()
{
scanf("%d",&n);
for (int i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%s",s);
a[i].x=hash1(s);
a[i].y=hash2(s);
}
sort(a+1,a+n+1,comp);
for (int i=2;i<=n;i++)
if (a[i].x!=a[i-1].x || a[i-1].y!=a[i].y)
ans++;
printf("%d\n",ans);
}
```
这是只用一个10^18质数的hash(100)
```cpp
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef unsigned long long ull;
ull base=131;
ull a[10010];
char s[10010];
int n,ans=1;
ull mod=212370440130137957ll;//是质数！！
ull hashs(char s[])
{
int len=strlen(s);
ull ans=0;
for (int i=0;i<len;i++)
ans=(ans*base+(ull)s[i])%mod;
return ans;
}
main()
{
scanf("%d",&n);
for (int i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%s",s);
a[i]=hashs(s);
}
sort(a+1,a+n+1);
for (int i=2;i<=n;i++)
if (a[i]!=a[i-1])
ans++;
printf("%d\n",ans);
}
```