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题目描述

CCF认证 201809-3元素选择器题目描述

算法设计

CCF认证考试的第3题一向是大模拟题，这次也不例外。遇到这样的题目一定不要害怕，这样的题目涉及的算法不多，考的主要是代码量和细心程度。考试前一定要做一下相关题目，开始可以先按照别人的代码，一步步理解，然后自己独立实现一遍，最终能到自己编写代码能够AC的情况。一定要自己敲代码，一定要自己敲代码，一定要自己敲代码，重要的事情说三遍，哪怕是按照别人的算法，也一定要自己实现一遍。
首先建立一个结构体element用来表示每个元素，由于元素最多有100个，可以用vector<element>elements(105)来表示所有元素，代码如下：

struct element{
    int father;//父元素所在行号
    string label,id;//标签、id属性
};
vector<element>elements(105);//从下标1开始存储所有元素，下标代表每个元素所在行号

由于每个元素都有它的级数，可以用vector<vector<int>>series来存储每个元素的级数。这是个二维数组，第一维下标表示级数（级数从0开始），第二维下标没有用处，数组内容表示元素所在行号，正好可以与elements的下标对应起来。例如：假设series[0][2]=3，表示行号为3的元素的级数为0，可以在elements[3]找到这个元素的相关信息。
数据结构选好了，接下来就是按照要求进行模拟了，由于要求非常多，一定要细心，一步步，一点点实现，不要贪快。可以一边跟着我下面的叙述，一边随手敲着代码。

读取输入元素数据

首先是读取元素，并进行分割。前面说过了，这样的大模拟题不考算法，考的是代码量和细心程度，所以时间往往卡的不紧，所以我更推荐使用C++自带的string类型，里面封装好了许多常用的函数，不推荐用char数组。
可以用C++的getline函数读取一行字符串，然后针对这行字符串进行分割。我们需要通过这行字符串获取的信息分别是：行号、级数、标签、id属性、父元素。

行号：可以定义一个自变量 $i$ 初始化为1 ，每读取一行字符串递增1次，那么 $i$ 就是每个元素的行号
级数可以通过字符串开始的小数点数量来得到。对于读取到的字符串line，可以定义一个自变量 $j$ 初始化为0，利用下面的代码来求：

while(line[j]=='.')
    ++j;

循环结束后， $j$ 就表示小数点数量。那么 $j/2$ 就表示级数。那么就可以把当前元素所在行号压入series中了，代码如下：

if(series.size()<=j/2)//series还没有下标为j/2的元素
            series.push_back({i});//压入一个初始化为当前元素所在行号的vector
        else//series有下标为j/2的元素
            series[j/2].push_back(i);//直接把行号压入

标签和id属性： $j$ 就表示小数点数量，那么line[j]就表示第一个非小数点的字符。可以定义一个自变量 $k$ 初始化为 $j$ ，利用下面的代码：

for(k=j;k<line.size()&&line[k]!=' ';++k);

循环结束后， $k$ 就表示字符串末尾或字符串中空格位置。就可以利用C++ string 的截取字符串函数substr(起始字符位置,截取的字符个数)来求标签和id属性。即标签为line.substr(j,k-j)，当k为字符串末尾时，id属性为空字符串；当k不上字符串末尾，即k为字符串空格位置时，id属性为line.substr(k+1)。即id属性可以表示为(k==line.size())?"":line.substr(k+1)

父元素：知道了当前元素的级数 $j/2$ ，那么它的父元素就应该是级数 $j/2-1$ 的元素中离它最近的一个，即series[j/2-1].back()。当前，在当前元素是第一行的元素时，其级数为0，可以让它的父元素为-1。求父元素行号代码如下：

elements[i].father=j/2-1<0?-1:series[j/2-1].back();//求父元素所在行号

标签大小写不敏感：可以把标签中的英文字符都变为小写字符，在读取查询元素时，也把标签中的英文字符都变为小写字符，这样就可以保证标签大小写不敏感。代码非常简单，可以自己尝试写一下。

综上，读取数据的全部代码如下：

    for(int i=1;i<=n;++i){
        getline(cin,line);
        int j=0,k=0;
        while(line[j]=='.')//循环结束后j就表示小数点数量，line[j]表示第一个非小数点的字符
            ++j;
        for(k=j;k<line.size()&&line[k]!=' ';++k);//循环结束后,k就表示字符串末尾或字符串中空格位置
        if(series.size()<=j/2)//series还没有下标为j/2的元素
            series.push_back({i});//压入一个初始化为当前元素所在行号的vector
        else//series有下标为j/2的元素
            series[j/2].push_back(i);//直接把行号压入
        elements[i].label=line.substr(j,k-j);//取标签字符串
        for(auto&c:elements[i].label)//将元素的标签中的英文字符都变为小写字符
            c=tolower(c);
        elements[i].id=(k==line.size())?"":line.substr(k+1);//取id属性字符串
        elements[i].father=j/2-1<0?-1:series[j/2-1].back();//求父元素所在行号
    }

读取查询元素数据

同样是C++的getline函数读取一行字符串，然后针对这行字符串按空格进行分割，将分割后的字符串存储到vector<string>query。有了前面分割字符串的基础，读者可以自己尝试一下编写实现以上要求的代码。注意对于读取的标签（即字符串首字符不是#），要把标签中的英文字符都变为小写字符。自己写完后可以参考我在最后的AC整道题的C++代码中的相关实现。

进行查找

经过漫长的准备工作，终于来到了解决整道题目的最终步骤——实现查找功能。首先定义vector<int>ans来存储每一次查询结果的行号。要注意一点：对于后代选择器A B，A是B的一个祖先元素即可，而不必一定是B的父元素。
我们将查询的选择器已经存储在了vector<string>query中，那么query所含元素个数-1即为查询最低元素的最小级数，例如：对于A A B的选择器，query所含元素个数为3，那么B所在级数至少为2，以下以A A B形式的选择器为例。根据这个性质，遍历series[query.size()-1]到series末尾的所有元素，找出其中标签或id等于B的元素，查找其祖先元素是否包含两个A，如果包含，说明当前找到的元素符合要求，将其行号放入ans中；如果不包含，继续遍历。
最终，ans的长度即为符合要求的元素个数，ans包含的元素即为符合要求的元素行号。具体实现可参考如下代码：

	for(int i=query.size()-1;i<series.size();++i)//从query.size()-1开始遍历
            for(int j:series[i])//遍历当前series[i]中的元素行号
                if(elements[j].label==query.back()||elements[j].id==query.back()){//如果标签或id等于最低查询元素
                    int k=query.size()-2;//k指向查询的倒数第2个元素
                    for(int p=elements[j].father;k>=0&&p!=-1;p=elements[p].father)//遍历行号为p元素的祖先元素行号
                        if(elements[p].label==query[k]||elements[p].id==query[k])//如果与当前查询的元素相同
                            --k;//继续查询前面的元素
                    if(k<0)//所有元素均已查询到，该元素符合要求
                        ans.push_back(j);//压入ans中
                }
        printf("%d ",ans.size());//输出
        for(auto i:ans)
            printf("%d ",i);
        puts("");//换行

C++代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct element{
    int father;//父元素所在行号
    string label,id;//标签、id属性
};
vector<element>elements(105);//从下标1开始存储所有元素，下标代表每个元素所在行号
vector<vector<int>>series;
int main(){
    int n,m;
    string line;
    scanf("%d%d%*c",&n,&m);
    for(int i=1;i<=n;++i){
        getline(cin,line);
        int j=0,k=0;
        while(line[j]=='.')//循环结束后j就表示小数点数量，line[j]表示第一个非小数点的字符
            ++j;
        for(k=j;k<line.size()&&line[k]!=' ';++k);//循环结束后,k就表示字符串末尾或字符串中空格位置
        if(series.size()<=j/2)//series还没有下标为j/2的元素
            series.push_back({i});//压入一个初始化为当前元素所在行号的vector
        else//series有下标为j/2的元素
            series[j/2].push_back(i);//直接把行号压入
        elements[i].label=line.substr(j,k-j);//取标签字符串
        for(auto&c:elements[i].label)//将元素的标签中的英文字符都变为小写字符
            c=tolower(c);
        elements[i].id=(k==line.size())?"":line.substr(k+1);//取id属性字符串
        elements[i].father=j/2-1<0?-1:series[j/2-1].back();//求父元素所在行号
    }
    while(m--){
        getline(cin,line);
        vector<string>query;//存储查询的元素
        for(int i=0;i<line.size();++i){//遍历读取的一行字符串
            int j=i;
            while(j<line.size()&&line[j]!=' ')
                ++j;
            string s=line.substr(i,j-i);
            if(s[0]!='#')//将标签中所有字符转换为小写字符
                for(auto&c:s)
                    c=tolower(c);
            query.push_back(s);
            i=j;
        }
        vector<int>ans;
        for(int i=query.size()-1;i<series.size();++i)//从query.size()-1开始遍历
            for(int j:series[i])//遍历当前series[i]中的元素行号
                if(elements[j].label==query.back()||elements[j].id==query.back()){//如果标签或id等于最低查询元素
                    int k=query.size()-2;//k指向查询的倒数第2个元素
                    for(int p=elements[j].father;k>=0&&p!=-1;p=elements[p].father)//遍历行号为p元素的祖先元素行号
                        if(elements[p].label==query[k]||elements[p].id==query[k])//如果与当前查询的元素相同
                            --k;//继续查询前面的元素
                    if(k<0)//所有元素均已查询到，该元素符合要求
                        ans.push_back(j);//压入ans中
                }
        printf("%d ",ans.size());//输出
        for(auto i:ans)
            printf("%d ",i);
        puts("");//换行
    }
    return 0;
}