交互造题指南

写在前面

这篇文章写在联合省选 2022 两天后。笔者此前造交互题时发现全网都搜不到好上手的教程。笔者一想，自己进集训队的可能性为 $0$ ，打算写一篇博客，在退役之前留下真正有用的东西。

NOI Style

NOI 风格的交互题就是通过函数调用实现交互。我们假设题目的名字叫做 "test"，那么通常一个交互系统中需要这样的几个文件：

test.cpp：选手的源代码。
grader.cpp：和 test.cpp 交互并判断是否正确的程序。这个程序将下发一份示例版本给选手供其测试自己的程序。当然，为了避免选手从下发的示例版本中发现漏洞并攻击评测，评测时使用的版本应与下发的示例版本（例如在变量名或实现方法上）有所不同。
test.h：是 grader.cpp 和 test.cpp 需包含的头文件，以实现交互。这个程序直接下发给选手，无需改动。
checker.cpp：在一些评测环境下，需要这个程序将 grader.cpp 的输出转化为分数。这个程序不需要下发给选手。

under Lemon

test.h

在这个头文件里需要定义所有同时出现在 grader.cpp 和 test.cpp 中的函数（即 test.cpp 可调用 grader.cpp 的函数，和 grader.cpp 可调用 test.cpp 的函数）。一个好的 test.h 通常需要包含尽量少的头文件和命名空间，以尊重不同选手的代码习惯。举例：
```
#include <vector>
#include <string>

void solve(int n);
std::string query(std::vector<int> v);
void answer(int x);
```

grader.cpp

在 Lemon 下采用这样的评测机制：设置若干个对应程序正确情况的密钥字符串，由 grader.cpp 评定出选手程序情况后按照对应状态，向输出文件（通常就是 test.out）先输出这个密钥字符串，再输出分数。checker.cpp 根据密钥解密状态得到分数，反馈给 Lemon。如果读取到非密钥的字符串，则判定为答案错误。这样就防止了选手攻击交互库，向输出文件自行输出分数的可能性。

同样为了安全，grader.cpp 中的所有全局变量应被包装在一个 namespace 中。

下发给选手的 grader 则不需要文件输入输出、密钥。

举例：

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

namespace GLOBAL{
    const string key = "KEY";
	int T, flg, n;
    double scr, res;
}

std::string query(std::vector<int> v){ /* ... */ }

void answer(int x){ /* ... */ }

int main(){
	freopen("test.in", "r", stdin);
    freopen("test.out", "w", stdout);
    
    GLOBAL::scr = 100;
    
    for(scanf("%d", &T); T--; ){
        scanf("%d", &GLOBAL::n);
        
        GLOBAL::res = 100;
        GLOBAL::flg = false;
        
        solve();
        
    	if(!flg) GLOBAL::scr = 0;
        GLOBAL::scr = min(GLOBAL::scr, GLOBAL::res);
    }
    
    printf("%s\n", key);
    printf("%Lf\n", scr);
    
    return 0;
}

checker.cpp

在 Lemon 下评测时首先需要包含头文件 testlib.h（Lemon 版的，帮助 - 使用手册 告诉我们 testlib for lemon 从 Lemon 的源代码仓库中获得）并把 testlib.h 放到和 checker.cpp 同一目录下，并调用 registerLemonChecker(argc, argv); 这句话完成初始化。

在 testlib - OI Wiki 这个页面有 testlib 详细的使用方法。概括地说，只需要从 inf（输入文件），ouf（选手输出），ans（参考输出）这几个对象中读取评判正确所需的信息，然后调用 quitf(verdict, message, ...)，quitp(score, message, ...) （两个用法和 printf( ... ) 大致相同的函数）返回 Lemon 可识别的状态。

更有针对性地说，对于交互题而言，采用上述的方法，通常先从 ouf 中读取 grader 输出的密钥，只有当密钥正确时才继续读取分数（或其它信息）；否则直接 quitf(_wa, ...)。根据 ouf 中的后续信息，通常判断出正确、错误、部分正确这几种状态。正确则 quitf(_ok, ...)；错误则 quitf(_wa, ...)；部分正确则 quitp(score, ...)（这里 score 需要对该测试点的满分作标准化，即对读取到的 $[0, 100]$ 间的数乘 $\dfrac{\texttt{perfectScore}}{100}$ 的系数，注意：使用 _pc(score) 的写法是错误的！）。

举例：
```
#include "testlib.h"
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const string key = "KEY";

int main(int argc, char* argv[]) {
  registerLemonChecker(argc, argv);
  std::string sout = ouf.readLine(), sans = ans.readLine();
  if (sout != key) quitf(_wa, "%s", sout.c_str());
  int score = ouf.readInt();
  if(score == 100) quitf(_ok, "ok");
  else quitp(score / 100 * perfectScore, "partially correct");
  return 0;
}
```
Lemon 中的配置

如图所示。

under LOJ（旧版）

旧版 LOJ 处理 NOI 风格交互题，笔者只会一种鸡贼的办法。思路是将这道题设置为传统题 - special judge，并通过 special judge 充当评分的角色。而 grader.cpp 中的内容将会被封装到 test.h 中。（根据合理的推测，将题目设置为交互题，并同样将 grader.cpp 中的内容封装到 test.h 中，且使用下一节中的方法编写 data.yml，也可能成功实现。但笔者此时缺少验证的条件。）下面详细介绍所需要的每一个文件。

test.h

事实上，只需要将原先评测用的 grader.cpp 中的内容全部粘贴在 test.h 的末尾。如果在设置时选择标准输入输出，则这里也不需要文件输入输出。

此时为了保证安全，grader.cpp 中复制过来的内容也应包含尽量少的头文件和命名空间。

举例：

#include <vector>
#include <string>

void solve(int n);
std::string query(std::vector<int> v);
void answer(int x);

namespace GLOBAL{
    const string key = "KEY";
	int T, flg, n;
    double scr, res;
}

std::string query(std::vector<int> v){ /* ... */ }

void answer(int x){ /* ... */ }

int main(){
    GLOBAL::scr = 100;
    
    for(scanf("%d", &T); T--; ){
        scanf("%d", &GLOBAL::n);
        
        GLOBAL::res = 100;
        GLOBAL::flg = false;
        
        solve();
        
    	if(!flg) GLOBAL::scr = 0;
        GLOBAL::scr = min(GLOBAL::scr, GLOBAL::res);
    }
    
    printf("%s\n", key);
    printf("%Lf\n", scr);
    
    return 0;
}

checker.cpp

和上一节中 checker.cpp 的写法是几乎一致的，除了 testlib.h 的使用方法略有差异。返回部分正确的分数时需要 quitf(_pc(score), ...)。

举例：

#include "testlib.h"
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const string key = "KEY";

int main(int argc, char* argv[]) {
  registerTestlibCmd(argc, argv);
  std::string sout = ouf.readLine(), sans = ans.readLine();
  if (sout != key) quitf(_wa, "%s", sout.c_str());
  int score = ouf.readInt();
  if(score == 100) quitf(_ok, "ok");
  else quitp(_pc(score), "partially correct");
  return 0;
}

data.yml

这是专门为 LOJ 下评测而生的最关键的文件。通过该文件彻底设置所有评测细节。需要写好 data.yml 并上传到评测数据当中。

第一部分是子任务设置：

subtasks:
  - score: 50
    type: min
    cases: ['1-1','1-2','1-3','1-4']
  - score: 50
    type: min
    cases: ['2-1','2-2','2-3','2-4']

第二部分是上传的测试数据的后缀：注意交互题不需要参考输出，但是为了正确识别，必须创建空的输出文件（例如 1-1.out）上传。

inputFile: '#.in'
outputFile: '#.out'

第三部分描述头文件：

extraSourceFiles:
  - language: cpp
    files:
     - name: test.h
       dest: test.h
  - language: cpp11
    files:
     - name: test.h
       dest: test.h
  - language: cpp17
    files:
     - name: test.h
       dest: test.h
  - language: cpp11-clang
    files:
     - name: test.h
       dest: test.h
  - language: cpp17-clang
    files:
     - name: test.h
       dest: test.h
  - language: c
    files:
      - name: test.h
        dest: test.h
  - language: cpp14-noi
    files:
      - name: test.h
        dest: test.h

第四部分是 SPJ：

specialJudge:
  language: cpp11
  fileName: checker.cpp

把这些拼起来即可。

LOJ 配置

题目类型选择传统，评测方式选择 Special Judge，输入输出可以选择标准输入输出或者文件输入输出，但必须和 test.h 中的实现相符。将 checker.cpp、test.h 和所有的输入输出文件（.in，.out）上传到测试数据中。即可。

under LOJ（新版）

鉴于笔者没有这样的经验，这里提供链接评测设置 #6 - LibreOJ，相信读者一定可以参考该题目学会。

CF Style

CF 风格的交互题就是通过标准输入输出流实现交互。很遗憾 Lemon Lime 并不支持这样的交互方式，因此以下仅针对旧版 LOJ 进行说明。~~（Polygon？没听说过）~~ 在这套系统中需要 test.cpp（选手提交），grader.cpp 和 data.yml。

grader.cpp

旧版的 LOJ 的交互从 input 文件（没有后缀名）中读取输入数据，输出到 score.txt 中（由于文件名是公开不变的，密钥就变得格外重要。）

输出的分数是 $[0, 100]$ 间的。

举例：

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

namespace GLOBAL{
    const string key = "KEY";
	int T, flg, n;
    double scr, res;
}

std::string query(std::vector<int> v){ /* ... */ }

void answer(int x){ /* ... */ }

int main(){
	freopen("input", "r", stdin);
    freopen("score.txt", "w", stdout);
    
    GLOBAL::scr = 100;
    
    for(scanf("%d", &T); T--; ){
        scanf("%d", &GLOBAL::n);
        
        GLOBAL::res = 100;
        GLOBAL::flg = false;
        
        solve();
        
    	if(!flg) GLOBAL::scr = 0;
        GLOBAL::scr = min(GLOBAL::scr, GLOBAL::res);
    }
    
    printf("%s\n", key);
    printf("%Lf\n", scr);
    
    return 0;
}

data.yml

和上一节中没有太大的区别。

举例：

interactor:
  language: cpp11
  fileName: grader.cpp
subtasks:
  - score: 50
    type: min
    cases: ['1-1', '1-2']
  - score: 50
    type: min
    cases: ['2-1', '2-2']
inputFile: '#.in'

LOJ 设置

设置为交互题，把这两个文件传上去就行了。

posted @ 2022-04-24 22:49 Mackerel_Pike 阅读(537) 评论(0) 编辑收藏举报

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