我们机房有的大佬成天沉迷于学习无法自拔,导致考试时不会对拍,虽然还是$ ext{AK}$了。
对拍有什么用呢?让我们来看看蓝书是怎么说的:
$1. $ 当你在打比赛(或考试)时,想出了一个高分代码,但是不保证正确性。
$2. $ 当你在某$ ext{OJ}$上做某题$ ext{WA}$了,但是你死活调试不出来,而你又没有数据或者可以下载数据但是数据过大无法找出原因
那么对拍就可以助你一臂之力了~
它可以快速通过你的程序制造的数据,对比你的程序与标程的答案。
如果不同,那么就会停止对拍,这时你就可以通过这组数据找错误了。
如果我们主要是为了找数据,那么一般数据强度小;如果你只想看看你的程序能否$ ext{AC}$,那么就往死里开大数据吧。
提前声明一下:下面的几个程序最好不要用快读。因为用了$ ext{freopen}$,不用快读时编译程序程序会自动结束,但是用了快读程序就不会自动结束。这样导致对拍也无法进行。(快写还是可以用的)
这是因为用普通的快读并不会判断$ ext{EOF}$(文件结束符)。
形象点:用了快读:
死活不结束程序。
不用快读:
那么这里就讲一下对拍的具体过程~(本过程很大一部分是来自蓝书的)
$ ext{Part 1}$对拍具体过程
$ ext{P.S: }这一部分只对具体过程做一个讲解,代码见 ext{Part 2}$
$1. $对你的程序进行操作。 你已经写好了你的程序了,那么现在你要在你的主函数开头加这些话:
freopen("data.in", "r", stdin); freopen("data.ans", "w", stdout);
作用就是从名为$ ext{data}$的$ ext{in}$文件里读入输入数据,然后把程序运行结果输出到名为$ ext{data}$的$ ext{ans}$文件里。(当然想取其他名字也可以,只要对应就可以了)
运行程序。对于这个程序,我们可以取名为"$ ext{sol}$"(当然你想取其他名字也行,只要在对拍程序里相对应就行了)。
注意,程序一定要运行一次,必须生成一个$ ext{exe}$文件!!后面的两个程序也都要运行一次来生成$ ext{exe}$文件!!
$2. $对标程进行操作。
标程可以来自考试时你自己写的暴力程序,也可以来自平常做题时从网上找的题解。(千万别找到有防抄袭的代码了)。
同样在主函数开头加上一些话。不过同上面那个程序有些变动。
freopen("data.in", "r", stdin); freopen("data.out", "w", stdout);
作用就是从名为$ ext{data}$的$ ext{in}$文件里读入输入数据,然后把程序运行结果输出到名为$ ext{data}$的$ ext{out}$文件里。
与上一个程序有一点区别哦,是输出到$ ext{out}$文件里。当然你也可以让$ ext{sol}$程序答案输出到$ ext{out}$文件里,把这个程序的答案输出到$ ext{ans}$文件里。
可以把这个程序命名为"$ ext{bf}$"(“暴力程序”的意思)。
$3. $制造数据。
对拍的原理在开头就已经说了,是比较两个程序的答案。但是你总得有输入才能让它们有输出对吧...
所以你需要写一个数据来制造程序。
写好以后在主函数开头写:
freopen("data.in", "w", stdout);
它的作用就是把生成的数据输出到名为$ ext{data}$的$ ext{in}$文件里。
可以把这个程序命名为"$ ext{random}$"($ ext{random}$:随机的)。
$4. $写对拍程序。
现在你已经有了$3$个文件:
$ ext{sol.exe}$
$ ext{bf.exe}$
$ ext{random.exe}$
那么是时候该用上它们啦~
首先,务必把这三个文件放在同一个文件夹里(放在桌面也可以)。
然后写好你的对拍程序,运行程序即可开始对拍。
注意:对拍程序务必与前三个$text{exe}$文件放在同一个文件夹,否则无法对拍。
如果有一组数据使你的程序与标程输出不同,那么对拍程序会自动停止。至于怎么得到这组数据?当然是点开你的$ ext{data.in}$啊(话说当时我好像还在你谷问了这个问题)
那么这就是对拍的整体过程啦~~听懂了吗?
$ ext{Part 2}$ 对拍过程程序模板$
接下来提供一些模板~
$1. $ 对拍程序模板
① $ ext{Windows}$对拍模板
#include <cstdio> #include <ctime> #include <cstdlib>
using namespace std;
int main() { for (int T = 1; T <= 100; T++) { system("random.exe"); double st = clock(); system("sol.exe"); double ed = clock(); system("bf.exe"); if (system("fc data.out data.ans")) { printf("Wrong Answer! "); return 0; } printf("Accepted 测试点#%d 耗时%.0lf ", T, ed - st); } return 0; }
注意,两个$ ext{clock}$函数之间必须是$ ext{system("sol.exe")}$。这里就跟前缀和一样,第一个$ ext{clock()}$返回从运行$ ext{sol.exe}$到开始运行程序的时间,第二个$ ext{clock()}$返回从运行完毕$ ext{sol.exe}$到开始运行程序的时间。两者相减即是$ ext{sol.exe}$的运行时间。所以对于这三个$ ext{system}$的顺序也不用死记硬背,先造数据嘛$ ext{(random.exe)}$,然后再来计时$ ext{(sol.exe)}$,最后运行标程$ ext{(bf.exe)}$。先运行标程再来计时也成。
② $ ext{Linux}$对拍模板
其实和$ ext{Windows}$对拍模板总体上没有什么区别...只不过要把$ ext{fc}$命令改成$ ext{diff}$即可。
$2. ext{random}$ 程序模板
首先提供一个基础模板:
#include<cstdlib> #include<ctime> using namespace std; inline int random (int n) { return (long long)rand() * rand() % n; } int main() { srand((unsigned)time(0)); //...具体内容... return 0; }
对于任何的$ ext{random}$程序,这些语句是必加的。
关于这个程序的解释,我们来看看蓝书的句子:
$ ext{rand}$函数会返回一个$0$到$ ext{RAND}$-$ ext{MAX}$的值。
$ ext{srand(seed)}$函数接受$ ext{unsigned int}$类型的参数$ ext{seed}$,以$ ext{seed}$为“随机种子”,$ ext{rand}rand$函数基于线性同余递推式生成随机数,“随机种子”相当于计算线性同余时的一个初始参数。
如果不执行$ ext{srand}$函数,则种子默认为$1$。
当种子确定后,接下来产生的随机数列就是固定的,所以这种随机方法也被称为“伪随机”。因此,一般在罪及数据生成程序$ ext{main}$函数的开头,用当前系统时间作为随机种子。
头文件$ ext{ctime(time.h)}$包含$ ext{time}$函数,调用$ ext{time(0)}$可以返回从$1970$年$1$月$1$日$0$时$0$分$0$秒($ ext{Unix}$纪元)到现在的秒数。执行$ ext{srand((unsigned)time(0))}$即可初始化随机种子。
一般来说用$ ext{rand()}$函数就可以随机生成一个数了。
至于为什么蓝书单独写一个$ ext{random}$函数...据说是“综合考虑了操作系统和编译器环境的差异,对$ ext{int}$范围内的$ ext{n}n$均能正常工作”。
引用$ ext{random(x)}$会返回$0$~$ ext{x} - 1$任意一个数字。但是大多数的题中数的范围在$1$~$ ext{x}$,所以还要再加个$1$
所以要生成一个$1$~$ ext{x}$的数通常写:
int y = random(x) + 1
基础模板就讲到这里,接下来免费再提供$6$个模板哦~(*^▽^*)
$1. $随机生成整数序列。
#include<cstdlib> #include<cstdio> #include<ctime> using namespace std; const int N = 100010; int a[N]; inline int random (int n) { return (long long)rand() * rand() % n; } int main() { srand((unsigned)time(0)); int n = random(100000) + 1; int m = 100000000; for (int i = 1; i <= n; i++) { a[i] = random(2 * m + 1) - m; } for (int i = 1; i <= n; i++) printf("%d ", a[i]); return 0; }/* 此模版会生成n<=10^5个绝对值在10^9之内的整数*/
以上面这个模板为例,简单讲解一下随机数生成程序的具体意思
首先加上$ ext{srand((unsigned)time(0))}$这一句(必加!!必加!!必加!!)
由于要生成$ ext{n}$个数,所以首先应该生成一个整数$ ext{n}$。由于要求生成不超过$10^5$个数,所以$ ext{n = random(100000) + 1}$。(之所以加$1$是因为$ ext{random}$返回的值在$0$~$99999$之间,所以应该加一个$1$)。
接下来就开始生成这$ ext{n}$个数了。由于绝对值在$10^9$之内,而$ ext{random}$又不能返回负数,所以可以考虑把绝对值的范围“向后移动$10^9$个单位”,范围变成了$0$~$2 imes 10^9$。再把生成的数减去$10^9$就可以保证数据范围在$-10^9$~$10^9$之间了。
如果想要生成小数,可以先随机生成一个整数,然后除以$10$的次幂即可。
下面的模板同理,就不做讲解啦~(但是那个随机生成图蒟蒻没有搞懂...)
$2.$ 随机生成区间列。
#include<cstdlib> #include<ctime> #include<iostream> #include<cstdio> using namespace std; int m,n; inline int random (int n) { return (long long)rand() * rand() % n; } int main() { srand((unsigned)time(0)); scanf("%d%d", &m, &n); for (int i = 1; i <= m; i++) { int l = random(n) + 1; int r = random(n) + 1; if (l > r) swap(l, r); printf("%d %d ", l, r); } return 0; }/* 此模版会生成m个[1,n]的子区间,这些区间可作为数据结构题目的操作序列*/
$3. $随机生成树。
#include<cstdlib> #include<ctime> #include<cstdio> using namespace std; int n; inline int random (int n) { return (long long)rand() * rand() % n; } int main() { srand((unsigned)time(0)); scanf("%d", &n); printf("%d ", n); for (int i = 2; i <= n; i++) { //从2~n之间的每个点i向1~i-1之间的点随机连一条边 int fa = random(i - 1) + 1; int val = random(1000000000) + 1; printf("%d %d %d ", fa, i, val); } return 0; }/* 此模版会随机生成一棵n个点的树,用n个点n-1条边的无向图的形式输出,每条边附带一个10^9以内的正整数权值。*/
$4.$ 随机生成图。
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; pair<int, int> e[1000005];//保存数据 map<pair<int, int>, bool> h;//防止重边 inline int random (int n) { return (long long)rand() * rand() % n; } int main() { srand((unsigned)time(0)); //先生成一棵树,保证连通 int n = random(100000) + 1; int m = random(100000) + 1; printf("%d %d ", n, m); for (int i = 1; i < n; i++) { int fa = random(i) + 1; e[i] = make_pair(fa, i + 1); h[e[i]] = h[make_pair(i + 1, fa)] = 1; } //再生成剩余的m - n + 1条边 for (int i = n; i <= m; i++) { int x, y; do { x = random(n) + 1, y = random(n) + 1; } while(x == y || h[make_pair(x, y)]); e[i] = make_pair(x, y); h[e[i]] = h[make_pair(y, x)] = 1; } //随机打乱,输出 random_shuffle(e + 1, e + m + 1); for (int i = 1; i <= m; i++) printf("%d %d ", e[i].first, e[i].second); return 0; }
$5.$ 随机生成链
#include <cstdio> #include <ctime> #include <cstdlib> #include <algorithm> using namespace std; #define ll long long const int N = 1e5 + 5; pair <int, int> e[N]; int a[N]; bool p[N]; inline int random (int x) { return (ll)rand() * rand() % x; } int main () { srand((unsigned)time(0)); int n = random(100000) + 1; printf("%d ", n); for (int i = 1; i <= n; i++) { int x = random(n) + 1; while (p[x]) { x = random(n) + 1; } p[x] = 1; a[i] = x; } for (int i = 1; i < n; i++) e[i] = make_pair(a[i], a[i + 1]); random_shuffle(e + 1, e + n);//随机打乱 for (int i = 1; i < n; i++) { int z = random(1000000) + 1; printf("%d %d %d ", e[i].first, e[i].second, z); } return 0; }
$6.$ 随机生成菊花图
#include <cstdio> #include <ctime> #include <cstdlib> #include <algorithm> using namespace std; #define ll long long const int N = 1e5 + 5; pair <int, int> e[N]; bool p[N]; inline int random (int x) { return (ll)rand() * rand() % x; } int main () { srand((unsigned)time(0)); int n = random(100000) + 1; printf("%d ", n); int root = random(n) + 1; p[root] = 1; for (int i = 1; i < n; i++) { int x = random(n) + 1, y = random(2); //y用来表示是否交换这条边的两个顶点输入顺序 while (p[x]) x = random(n) + 1; p[x] = 1; if (y) e[i] = make_pair(root, x); else e[i] = make_pair(x, root); } random_shuffle(e + 1, e + n); for (int i = 1; i < n; i++) { int z = random(1000000) + 1; printf("%d %d %d ", e[i].first, e[i].second, z); } return 0; }
注意,你的程序有可能是无法$ ext{AC}$的,但是有可能对拍无法将你的程序$ ext{hack}$掉。
因为数据是随机生成的。而题目往往可能会想某些你没有注意的方向出数据。所以你需要自己单独制造更特殊的数据。
有三种数据可以对树、图进行极端情况下的测试:
$1.$ 链形数据--有很长的直径。
$2.$ 菊花形数据--有度数很大的节点。
$3.$ 蒲公英形数据。树的一部分是链,另一部分是菊花。
$ ext{Part 3}$ 对拍中的特殊情况处理
假设你在做$ ext{UVA}$上的一道题,这是你发现你死活卡不过$ ext{UVA}$上的毒瘤数据,于是你决定对拍来找数据。
这本来是个很简单的过程,但是你发现这道题是有多组输出的!
于是你愣在原地,不知所措
我们平常的对拍用的是$ ext{fc}$命令,$ ext{fc}$通过比较两个文件的输出是否相同来判断你的答案是否正确。但是这道题已经有多组解了,那么直接对比答案肯定是不行的,那么该怎么办呢?
一种方法是写$ ext{SPJ}$,不过要下载什么东西来着,感觉很麻烦。
还有一种方法就是在$ ext{C++}$内部进行$ ext{SPJ}$,那么应该怎么做呢?给$10$秒钟的时间思考一下...
既然$fc$是通过对比文件输出是否相同来判断你的答案是否正确的,那么我们就可以尝试写一个程序,通过判断$ ext{data.out}$与$ ext{data.ans}$的内容是否满足题目中条件,如果满足条件就把一个特定的值输出到第三个输出文件中(比如说$1$),最后让第三个文件与一个内容为$1$的文件对比,不相同则输出$ ext{"Wrong Answer!"}$。
例子:UVA529
我写的$ ext{SPJ}$程序:
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int x, tot1, tot2; int main() { freopen("data.out", "r", stdin); while (~scanf("%d", &x)) tot1++; freopen("data.ans", "r", stdin); while (~scanf("%d", &x)) tot2++; freopen("data.txt", "w", stdout); printf("%d ", tot1 == tot2 ? 1 : 0); return 0; }
这种方法不但方便,在$ ext{CSP}$考场上也是可以用滴!(毕竟在$ ext{CSP}$考场上泥不可能下载一个软件来写$ ext{SPJ}$的)
关于对拍的讲解就到这里啦~有疑问可以在下方评论区提出哦~(*^▽^*)。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
感谢@$WYXkk$对本文内容进行修正。($update:2019.9.8$)
补充了一种在对拍中遇到的特殊情况,感谢$@ThinkofBlank$对本蒟蒻的指点qwq。($update:2019.11.11$)
补充了随机生成链和菊花图的模板。($update:2019.11.19$)
感谢@clock钟0622找出的一处错误。($update:2020.9.7$)