对拍技巧

前言

久仰大名，前来学习。

1. 为什么对拍

在 OI 这样的玄学比赛中，程序样例（包括官方给的大样例）全对但没有 AC 的情况十分常见，这时候进行一下对拍就可以帮助我们找到一些不容易发现的 bug（或是在心理上稳定，避免影响后续的做题）。

2. 对拍的原理

其实就是自己造数据自己评测的过程。

3. 如何对拍

对拍必须有如下几个文件：暴力程序，对拍目标程序，数据生成器，评测程序。
其中暴力程序必须保证给出的答案正确。时间，空间不重要。
在 windows 中以上程序中均不需要 freopen，文件读写在评测程序由 windows 控制台命令统一执行。（Linux 用到了再说）。
示例针对 windows 环境。
以给高精度除法程序对拍为例，首先写好暴力程序：

#define rd read()
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll read(){
	ll x=0,f=1;
	char c=getchar();
	while(c>'9'||c<'0'){if(c=='-') f=-1;c=getchar();}
	while(c>='0'&&c<='9'){x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48);c=getchar();}
	return x*f;
}
int main(){
	
	ll a,b;
	a=rd;
	b=rd;
	cout<<a/b<<' '<<a%b;
	
	return 0;
}

编译运行一遍这个程序，生成一个 .exe 文件，放到一个单独的文件夹中。
把要对拍的程序文件也放到这个文件夹中，同样编译运行一遍这个程序，生成一个 .exe 文件。

制作数据生成器

一般使用 rand() 函数来生成随机数，使用 random_shuffle(.begin(),.end()) 函数生成随机序列。
但是，rand()函数的随机数生成需要一个种子，相同的种子生成的“随机数”是一样的。因此，我们一般使用时间来作为随机数种子。
传统方法是使用 time(0) 函数传入时间作为种子。但是此函数以秒为单位返回时间，这导致在同一秒内运行时随机数种子相同，进而导致随机数相同，如下图：

这时一般使用 windows.h 库中的 Sleep() 函数使程序强制暂停 1s 来生成不同的随机数，如下图：

但在某些结论题中往往数据量小，这样的 1s 会造成很多的时间浪费。
因此我们可以选择以 ms 为单位传入时间。
C++ 我们准备好了一个结构体 _timeb，其成员 millitm 可以获得现实时间一秒中所处的毫秒。（即返回一个无符号整数x，其中 \(0\le x\le 999\)）。
配合 ftime() 函数更新时间，我们就有了 1000 组的不同数据。
对于某些程序来说可能组数比较少，但是速度快。
使用 time(0) 生成随机数的代码：

int main(){
	
	srand(time(0));//引入时间作为随机数种子 
	cout<<rand();//输出一个随机数 
	
}

使用 _timeb 生成随机数的代码：

int main(){
	
	struct _timeb T;//创建 T 对象 
	_ftime(&T);//使用 _ftime 更新时间（内部的值） 
	srand(T.millitm);//给予种子
	cout<<rand();//输出一个随机数 

}

但是，rand() 函数的数据范围是 \(0\le rand() \le 32767\) （windows 环境中）。
想要生成大数，可以使用四个 rand() 相乘获得。
想要限制数据范围，可以用取模的性质实现，有这样的公式：

\[0+k\le rand() \bmod (m+1) +k \le m+k \]

生成一些区间，一棵树，一个图，一条链的方法看这里。

制作评测程序

windows 的控制台命令可以让我们在外部控制 .exe 文件的输入输出，语法如下：

• A.exe > Aout.txt 表示运行相对路径下的可运行程序 A.exe 并将其输出放到同一目录下的 Aout.txt 文件中（没有会自行创建）。
• A.exe < Ainput.txt > Aout.txt 表示运行 A.exe 并将 Ainput.txt 作为输入数据（此文件必须存在），其输出放到同一目录下的 Aout.txt 文件中（没有会自行创建）。
• fc Aout.txt Bout.txt 表示对 Aout.txt 和 Bout.txt 进行全文比对，如果有不同返回 true，相同返回 false。

以上三条控制台命令在 C++ 中可以用 system() 函数执行，即：

• system("A.exe > Aout.txt");
• system("A.exe < Ainput.txt > Aout.txt");
• system(fc Aout.txt Bout.txt);

于是评测程序的一般步骤为：

1. 运行数据生成文件 rans.exe，将输出放到 in.txt 文件中作为输入数据。
2. 以 in.txt 为数据运行暴力程序 std.exe 并将其返回的正确答案放到 stdans.txt 文件中。
3. 以 in.txt 为数据运行自己的程序 div.exe 并将其返回的正确答案放到 ans.txt 文件中。此过程中可以计算时间，空间等。
4. 全文比较 stdans.txt 和 ans.txt 根据返回值判断正误并返回时间，空间等信息。
   可以写出这样的代码：

int main(){
	
	system("rans.exe > in.txt");//数据 
	system("std.exe < in.txt > stdans.txt");//暴力计算答案 
	system("div.exe < in.txt > ans.txt");//自己的程序计算答案 
	if(system("fc stdans.txt ans.txt")){//全文比较，判断正误 
		cout<<"Wrong Answer"<<'\n';
	}
	else{
		cout<<"Accepted"<<'\n';
	}
	
}

在外面套一个循环就可以不停对拍了。

关于时间空间计算

在调用自己写的程序前使用 clock() 函数获取浮点数时间，同样在调用后也获取一次，两者相减就是程序所用的时间，单位为 ms。
示例：

double beg=clock();
system("addit.exe < in.txt > ans.txt");
double ends=clock();
...
cout<<"Accepted "<<ends-beg<<'\n';

看空间的方法暂时没找到qwq。

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