——《高级数据结构》
1.后缀树中的节点个数至多为2m-1,其中m为字符串的长度。
证明:由后缀树的定义我们知道一共有m个叶节点,并且每个内部节点至少有2个孩子节点。假设总共有n个节点,则内部节点的个数为n-m。于是,我们可以得到如下的不等式:2
(n-m)+1<=n;即n<=2m-1。因此,后缀树的压缩存储方式导致其节点个数也是与m呈线性关系。
2合理选取边标记的表示方式可以使得至多花费O(m)的空间复杂度来存储。
证明:如果我们直接按照定义,用字符串存边的话,那么存储可能要花费O(m的2次方)的空间复杂度,读者可以自行构建串“abcde”的后缀树然后加以检验。然而,由于子串是原串的连续一部分,所以保存好原串之后,每个标记只需要用一对数(u,v)来表示该子串对应的是原串的那一部分。所以,存储空间复杂度就与边数呈线性关系,即与点数呈线性关系,也就是O(m)。
3.如果新增一个对应标记为ap的节点v到当前树中,要么标记p对应节点已经在树中,要么接下来一次扩展会生成路径标记为p的节点。
证明:根据扩展规则,只有规则2会产生新的节点。也就是说路径ap对应的位置之后还有不同于当前添加的字符,假设为c。所以在下一次扩展,查找到串p的位置时,其后面也有字符c。如果p位置为边内部,那么会新建节点;如果是一个节点,那么肯定是内部节点。综上所述,命题成立。
4.一个新建节点在下一次扩展完之前或有一个后缀链。
证明:由命题1可知,新建一个节点之后,在下一次扩展的时候会找到或者创建其后缀链指向的节点,而每个阶段最后一次扩展不会产生新的节点(因为最后一次扩展只添加一个字符)。综上所述,我们完美的维护了后缀链,并且每次查询时后缀链总是存在的。
5.任意节点v的深度至多比其后缀链指向节点s(v)的深度大1.
对于节点v的所有祖先,它们都有自己的后缀链,由于v的祖先的路径标记为v的路径标记的前缀,所以v的祖先的后缀链指向节点的路径标记也是s(v)的路径标记的前缀。也就是说,v的祖先的后缀链指向节点s(v)的祖先,除非v的某个祖先没有后缀链。因此,不难发现,v的深度至多比s(v)的 深度大1.