正常向的对拍方法 学习笔记

Posted 2020-10-09

对拍是OI系列赛事常用的检验方法之一，它用来检验自己写的“正解”到底正不正确。简要的说，就是用一个脚本文件比对两个输出结果来判断正确性。

要使用对拍，必须要有一个保证正确的暴力程序作为参照，这个程序虽然正确，但是由于时间复杂度较高所以无法拿到很高的分数，一般是拿到题后首先想到的比如暴力搜索之类的算法。而我们要比对的程序就是自己在冷静分析后所写出来的所谓“正解”，如果你无法证明这个算法是显然正确的，那么对拍就可以帮助你验证它的正确性。

那么对拍需要准备的工具都是啥呢？

首先，我们需要两个源程序，第一个是作为参照的暴力程序，第二个是我们写完的所谓“正解”但正确性未知的程序。

既然要比对输出，那么比较工具自然少不了，这个比较工具就是上面我说的脚本文件，不过这个东西并不是用C++语言写出来的。简要来说，它接收一个输入数据，然后分别在两个程序中运行，然后判断输出结果是不是一致。如果你的正解和暴力解法输出不一致，那么你的解法就有可能存在问题。

其实还缺一个最重要的东西，那就是数据生成器。巧妇难为无米之炊，比较器如果没有输入数据是没办法比较的，所以我们还得根据输入格式自己制造数据。

这就牵扯到随机数生成的问题了，我在之前的博客里使用过随机数生成的程序，我记得当时应该是用来做读入性能测试。我再后来给学校暑期模拟赛出题，自己造数据的时候也用到过随机数生成。

两个比对程序是根据题目自己写出来的，这个因题而异，我在这里用A+B问题举例。

我们知道，在实际的比赛中要使用文件操作，对拍程序也需要程序的输入和输出文件来进行比较（当然有重定向版本的对拍脚本不需要文件，我这个不是。。）

首先我写了一个作为标准的程序。

 1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 using namespace std;
 4 int a,b;
 5 int main(){
 6     freopen("randdata.out","r",stdin);
 7     freopen("std.out","w",stdout);
 8     cin >> a >> b;
 9     cout << a + b << endl;
10     return 0;
11 }

这个a+b没毛病吧。

然后我故意制造一个bug。

 1 #include <iostream>
 2 #include <cstdio>
 3 using namespace std;
 4 int a,b;
 5 int main(){
 6     freopen("randata.out","r",stdin);
 7     freopen("problem.out","w",stdout);
 8     cin >> a >> b;
 9     10     if (a+b > 1926)
11         cout << "-1" << endl;
12     else
13         cout << a+b << endl;
14         
15     return 0;
16 }

可以看出，它们都读入一个叫randdata.out的文件，这个文件就来源于下面这个程序。

#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <windows.h>
#define random(x) (rand()%x+1)
using namespace std;
int main(){
    srand(time(NULL));
    int a,b;
    a = random(2000);
    b = random(2000);
    freopen("randdata.out","w",stdout);
    printf("%d %d",a,b);
    return 0;
}

具体要生成什么格式的数据还是就题论题，但大体的思路还是一致的，即随机数生成。

如果要生成一个合法的树或者图，可能需要一些算法。我如果没记错的话luogu有一个开源的数据生成器CYaRon，那里面有pyhton3.x版本的生成这些数据结构的代码，借鉴思想后将其转换至C++语言是一个不错的方法，您大可拿来一试。

对拍所用的脚本其实是根据系统的不同而有差异的，在windows下的脚本和在linux下的脚本写法不太一样。

我并不是一个linux用户（以后不一定不是），所以linux版本的对拍脚本并不是很熟悉，这里只提供windows版本的对拍脚本，有兴趣研究linux下对拍者请自行查阅其他资料。

下面是windows下对拍脚本一般写法。

@echo off
:start
randdata.exe 
problem.exe 
std.exe
@echo %time%
fc problem.out std.out
if not errorlevel 1 goto start
pause

@echo命令我记得是防止信息重复输出的。:start相当于一个记号，下面三个.exe文件就是我们编译之后的源程序，你应该先执行数据生成器程序，再执行两个等待评判的程序。

如果一切正常，那么这个时候三个程序都会输出一个.out文件。

倒数第三行的fc命令便是鉴别两个文件是狗不同，如果两个文件相同，那么就再回到start再生成一次数据测试。

倒数第四行为输出时间，可以不加。

如果找到不同，那么就pause了。

 

最后，上述可执行程序和对拍脚本应该放在同一文件夹下执行，否则不能执行。

如果您对对拍代码难以理解，那还请您背过，因为它很重要，这是在考场上为数不多的检验自己程序正确性的方式。