对拍

紫书P121以及参考链接https://blog.csdn.net/wlx65003/article/details/51149196?utm_source=blogxgwz3

随机数发生器。

核心函数是cstdlib中的rand()，生成一个闭区间[0,RAND_MAX]内的均匀随机整数，其中RAND_MAX至少为32767(\(2^{15}-1\))，在不同环境下的值可能不同。这里的随机数是“伪随机数”，因为它也是由数学公式计算出来的，不过在算法领域，多数情况下可以把它当作真正的随机数。

如何产生[0,n]之间的整数呢？

方法一：使用rand()%n产生区间[0,n-1]内的一个随机整数。

整数出现的均匀分布不一定能够保证了，而且RAND_MAX很有可能只有32767这么小，只要n大于RAND_MAX，就不能得到期望的结果了。

方法二：执行rand()之后先除以RAND_MAX得到[0,1]之间的随机实数，扩大n倍之后四舍五入，得到[0,n]之间的均匀整数。

这样，在n很大时“精度”不好（好比把小图放大后会看到“锯齿”），但对于普通的应用，这样做已经可以满足要求了。如果坚持需要更高的精度，可以采取多次随机的方法。

提示5-18总结，cstdlib中的rand()可生成闭区间[0,RAND_MAX]内均匀分布的随机整数，其中RAND_MAX至少为32767.如果要生成更大的随机整数，在精度要求不太高的情况下可以用rand()的结果“放大”得到。

需要随机数的程序在最开始一般会执行一次srand(time(NULL))，目的是初始化“随机数种子”。time函数返回的是自UTC时间1970年1月1日0点以来经过的“秒数”，因此每秒才变化一次。

简单地说，种子是伪随机数计算的依据。种子相同，计算出来的“随机数”序列总是相同。如果不调用srand而直接使用rand()，相当于调用过一次srand(1)，程序每次执行时，将得到同一套随机数。

不同的编译器计算随机数的方法可能不同。如果是不同编译器编译出来的程序，即使是用相同的参数调用srand()，也可能得到不同的随机序列。

无论怎样，只在程序开头调用一次srand()，而不要在同一个程序中多次调用。

对于“同一套随机数”，可能是好事也可能是坏事。

若要反复测试程序对不同随机数据的响应，需要每次得到的随机数不同。如果程序是由操作系统自动批量执行的，可能因为每次运行的间隔时间过短，导致在相邻若干次执行时time的返回值全部相同。一个解决办法是在测试程序的主函数中设置一个循环，做足够多次测试后再退出。

若发现某程序对于一组随机数据报错，就需要在调试时“重现”这组数据，这时，“每次相同的随机序列”就显得十分重要了。

以UVa12657为例，编写第一版随机数发生器如下：

// n，m两个数都在1-100000之间
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
const int MAXN = 100010;
int num[MAXN];
void fill_random_int(int n, int cnt) { // 产生1-n之间的整数 
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		int temp = (int)(((double)rand() / RAND_MAX) * (n - 1) + 0.5) + 1;
		num[i] = temp;
	}
	return;
} 

void fill_random_int2(int n, int cnt) {  // 产生0-n之间的整数 
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		int temp = (int)(((double)rand() / RAND_MAX) * n + 0.5);
		num[i] = temp;
	}
	return;
} 


int main() {
	srand(time(NULL));
//	printf("%d\n", RAND_MAX);  打印出来是32767 
	int n = 10;
	int cnt = 2;
	fill_random_int(n, cnt);
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		printf("%d ", num[i]);
	}
	printf("\n");
	int first = num[0]; int second = num[1];
	for (int i = 0; i < second; i++) {
		fill_random_int(4, 1);
		int op = num[0];
		if (op == 4) {
			printf("4\n");
		} else {
			fill_random_int(first, 2);	
			while (num[0] == num[1]) {
				fill_random_int(first, 2);	
			}
			printf("%d %d %d\n", op, num[0], num[1]);
		}
	}
	return 0;
} 

编写不带循环的一次性对拍程序如下简易对拍程序.bat：

randUVa12657.exe > data.in

UVa12657-tl.exe < data.in > mydata.out
UVa12657-2.exe < data.in > stdout.out

fc mydata.out stdout.out

对拍一下就会发现跑不出来，卡在这里一直不结束，这下就可以拿着生成的测试数据来debug了。

带循环的版本：

@echo off
:loop
	randUVa12657.exe > data.in

	UVa12657-tl.exe < data.in > mydata.out
	UVa12657-2.exe < data.in > stdout.out

	fc mydata.out stdout.out

if not errorlevel 1 goto loop
pause
goto loop

首先@echo off 是关掉输入显示，可以有也可以没有看喜好。
：loop是定位标记点，和c语言里的goto很像。
中间是主体程序。
if not errorlevel 1 goto loop ，errorlevel 是上一个命令的返回值，fc在文件不同时返回1，相同时返回0，这一行的意思就是，如果fc返回的不是1，就跳到:loop，使劲循环。
pause，暂停，一旦fc返回1，就会执行到这一行，停住程序，给时间看数据。
goto loop，看完数据，按下任意键结束暂停，继续循环。

答案不一致的情况。

超时卡住的情况。

然而这样还不够，time(NULL)是一秒更新一次，随机数据一秒换一次，对于批处理执行来说会比较慢。有变得更快的随机数种子，就是windows自带的随机数发生器：%random%，它的值就是一个随机整数，可以在命令行里调用，作为随机数种子。

传的方法就是main函数的两个参数int argc, char *argv[]. argc是参数个数，*argv[]是参数表，下标从1开始。

因此要修改随机数生成器以及bat文件。

:loop
	randUVa12657.exe %random% > data.in

	UVa12657-tl.exe < data.in > mydata.out
	UVa12657-2.exe < data.in > stdout.out

	fc mydata.out stdout.out

if not errorlevel 1 goto loop
pause
goto loop

// n，m两个数都在1-100000之间
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <string>
#include <sstream> 
using namespace std;
const int MAXN = 100010;
int num[MAXN];
void fill_random_int(int n, int cnt) { // 产生1-n之间的整数 
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		int temp = (int)(((double)rand() / RAND_MAX) * (n - 1) + 0.5) + 1;
		num[i] = temp;
	}
	return;
} 

void fill_random_int2(int n, int cnt) {  // 产生0-n之间的整数 
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		int temp = (int)(((double)rand() / RAND_MAX) * n + 0.5);
		num[i] = temp;
	}
	return;
} 
stringstream ss;

int main(int argc, char* argv[]) {
	int seed = time(NULL);
	if (argc > 1) { // 如果有参数 
		ss.clear();
		ss<<argv[1];
		ss>>seed; // 把参数转换成整数赋值给seed 
	}
	srand(seed);
//	printf("%d\n", RAND_MAX);  打印出来是32767 
	int n = 10;
	int cnt = 2;
	fill_random_int(n, cnt);
	for (int i = 0; i < cnt; i++) {
		printf("%d ", num[i]);
	}
	printf("\n");
	int first = num[0]; int second = num[1];
	for (int i = 0; i < second; i++) {
		fill_random_int(4, 1);
		int op = num[0];
		if (op == 4) {
			printf("4\n");
		} else {
			fill_random_int(first, 2);	
			while (num[0] == num[1]) {
				fill_random_int(first, 2);	
			}
			printf("%d %d %d\n", op, num[0], num[1]);
		}
	}
	return 0;
}