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Checker

Checker，即 Special Judge，用于检验答案是否合法。使用 Testlib 可以让我们免去检验许多东西，使编写简单许多。

Checker 从命令行参数读取到输入文件名、选手输出文件名、标准输出文件名，并确定选手输出是否正确，并返回一个预定义的结果：

请在阅读下文前先阅读 通用。

简单的例子​

题目

给定两个整数 a,ba,b（−1000≤a,b≤1000-1000 \le a,b \le 1000），输出它们的和。

这题显然不需要 checker 对吧，但是如果一定要的话也可以写一个：

#include "testlib.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
  registerTestlibCmd(argc, argv);

  int pans = ouf.readInt(-2000, 2000, "sum of numbers");

  // 假定标准输出是正确的，不检查其范围
  // 之后我们会看到这并不合理
  int jans = ans.readInt();

  if (pans == jans)
    quitf(_ok, "The sum is correct.");
  else
    quitf(_wa, "The sum is wrong: expected = %d, found = %d", jans, pans);
}

编写 readAns 函数​

假设你有一道题输入输出均有很多数，如：给定一张 DAG，求 ss 到 tt 的最长路并输出路径（可能有多条，输出任一）。

下面是一个 不好 的 checker 的例子。

不好的实现​

// clang-format off

#include "testlib.h"
#include <map>
#include <vector>
using namespace std;

map<pair<int, int>, int> edges;

int main(int argc, char* argv[]) {
  registerTestlibCmd(argc, argv);
  int n = inf.readInt();  // 不需要 readSpace() 或 readEoln()
  int m = inf.readInt();  // 因为不需要在 checker 中检查标准输入合法性
                          //（有 validator）
  for (int i = 0; i < m; i++) {
    int a = inf.readInt();
    int b = inf.readInt();
    int w = inf.readInt();
    edges[make_pair(a, b)] = edges[make_pair(b, a)] = w;
  }
  int s = inf.readInt();
  int t = inf.readInt();

  // 读入标准输出
  int jvalue = 0;
  vector<int> jpath;
  int jlen = ans.readInt();
  for (int i = 0; i < jlen; i++) {
    jpath.push_back(ans.readInt());
  }
  for (int i = 0; i < jlen - 1; i++) {
    jvalue += edges[make_pair(jpath[i], jpath[i + 1])];
  }

  // 读入选手输出
  int pvalue = 0;
  vector<int> ppath;
  vector<bool> used(n);
  int plen = ouf.readInt(2, n, "number of vertices");  // 至少包含 s 和 t 两个点
  for (int i = 0; i < plen; i++) {
    int v = ouf.readInt(1, n, format("path[%d]", i + 1).c_str());
    if (used[v - 1])  // 检查每条边是否只用到一次
      quitf(_wa, "vertex %d was used twice", v);
    used[v - 1] = true;
    ppath.push_back(v);
  }
  // 检查起点终点合法性
  if (ppath.front() != s)
    quitf(_wa, "path doesn't start in s: expected s = %d, found %d", s,
          ppath.front());
  if (ppath.back() != t)
    quitf(_wa, "path doesn't finish in t: expected t = %d, found %d", t,
          ppath.back());
  // 检查相邻点间是否有边
  for (int i = 0; i < plen - 1; i++) {
    if (edges.find(make_pair(ppath[i], ppath[i + 1])) == edges.end())
      quitf(_wa, "there is no edge (%d, %d) in the graph", ppath[i],
            ppath[i + 1]);
    pvalue += edges[make_pair(ppath[i], ppath[i + 1])];
  }

  if (jvalue != pvalue)
    quitf(_wa, "jury has answer %d, participant has answer %d", jvalue, pvalue);
  else
    quitf(_ok, "answer = %d", pvalue);
}

这个 checker 主要有两个问题：

  1. 它确信标准输出是正确的。如果选手输出比标准输出更优，它会被判成 WA，这不太妙。同时，如果标准输出不合法，也会产生 WA。对于这两种情况，正确的操作都是返回 Fail 状态。
  2. 读入标准输出和选手输出的代码是重复的。在这道题中写两遍读入问题不大，只需要一个 for 循环；但是如果有一道题输出很复杂，就会导致你的 checker 结构混乱。重复代码会大大降低可维护性，让你在 debug 或修改格式时变得困难。

读入标准输出和选手输出的方式实际上是完全相同的，这就是我们通常编写一个用流作为参数的读入函数的原因。

好的实现​

// clang-format off

#include "testlib.h"
#include <map>
#include <vector>
using namespace std;

map<pair<int, int>, int> edges;
int n, m, s, t;

// 这个函数接受一个流，从其中读入
// 检查路径的合法性并返回路径长度
// 当 stream 为 ans 时，所有 stream.quitf(_wa, ...)
// 和失败的 readXxx() 均会返回 _fail 而非 _wa
// 也就是说，如果输出非法，对于选手输出流它将返回 _wa，
// 对于标准输出流它将返回 _fail
int readAns(InStream& stream) {
  // 读入输出
  int value = 0;
  vector<int> path;
  vector<bool> used(n);
  int len = stream.readInt(2, n, "number of vertices");
  for (int i = 0; i < len; i++) {
    int v = stream.readInt(1, n, format("path[%d]", i + 1).c_str());
    if (used[v - 1]) {
      stream.quitf(_wa, "vertex %d was used twice", v);
    }
    used[v - 1] = true;
    path.push_back(v);
  }
  if (path.front() != s)
    stream.quitf(_wa, "path doesn't start in s: expected s = %d, found %d", s,
                 path.front());
  if (path.back() != t)
    stream.quitf(_wa, "path doesn't finish in t: expected t = %d, found %d", t,
                 path.back());
  for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
    if (edges.find(make_pair(path[i], path[i + 1])) == edges.end())
      stream.quitf(_wa, "there is no edge (%d, %d) in the graph", path[i],
                   path[i + 1]);
    value += edges[make_pair(path[i], path[i + 1])];
  }
  return value;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
  registerTestlibCmd(argc, argv);
  n = inf.readInt();
  m = inf.readInt();
  for (int i = 0; i < m; i++) {
    int a = inf.readInt();
    int b = inf.readInt();
    int w = inf.readInt();
    edges[make_pair(a, b)] = edges[make_pair(b, a)] = w;
  }
  int s = inf.readInt();
  int t = inf.readInt();

  int jans = readAns(ans);
  int pans = readAns(ouf);
  if (jans > pans)
    quitf(_wa, "jury has the better answer: jans = %d, pans = %d\n", jans,
          pans);
  else if (jans == pans)
    quitf(_ok, "answer = %d\n", pans);
  else  // (jans < pans)
    quitf(_fail, ":( participant has the better answer: jans = %d, pans = %d\n",
          jans, pans);
}

注意到这种写法我们同时也检查了标准输出是否合法，这样写 checker 让程序更短，且易于理解和 debug。此种写法也适用于输出 YES（并输出方案什么的），或 NO 的题目。

限制

对于某些限制的检查可以用 InStream::ensure/ensuref() 函数更简洁地实现。如上例第 23 至 25 行也可以等价地写成如下形式：

stream.ensuref(!used[v - 1], "vertex %d was used twice", v);
注意避免

请在 readAns 中避免调用 全局 函数 ::ensure/ensuref()，这会导致在某些应判为 WA 的选手输出下返回 _fail，产生错误。

建议与常见错误​

  • 编写 readAns 函数，它真的可以让你的 checker 变得很棒。

  • 读入选手输出时永远限定好范围，如果某些变量忘记了限定且被用于某些参数，你的 checker 可能会判定错误或 RE 等。

    • 反面教材
    // ....
    int k = ouf.readInt();
    vector<int> lst;
    for (int i = 0; i < k; i++)  // k = 0 和 k = -5 在这里作用相同（不会进入循环体）
      lst.push_back(ouf.readInt());
    // 但是我们并不想接受一个长度为 -5 的 list，不是吗？
    // ....
    int pos = ouf.readInt();
    int x = A[pos];
    // 可能会有人输出 -42, 2147483456 或其他一些非法数字导致 checker RE
    • 正面教材
    // ....
    int k = ouf.readInt(0, n);  // 长度不合法会立刻判 WA 而不会继续 check 导致 RE
    vector<int> lst;
    for (int i = 0; i < k; i++) lst.push_back(ouf.readInt());
    // ....
    int pos = ouf.readInt(0, (int)A.size() - 1);  // 防止 out of range
    int x = A[pos];
    // ....

  • 使用项别名。

  • 和 validator 不同，checker 不用特意检查非空字符。例如对于一个按顺序比较整数的 checker，我们只需判断选手输出的整数和答案整数是否对应相等，而选手是每行输出一个整数，还是在一行中输出所有整数等格式问题，我们的 checker 不必关心。

使用方法​

通常我们不需要本地运行它，评测工具/OJ 会帮我们做好这一切。但是如果需要的话，以以下格式在命令行运行：

./checker <input-file> <output-file> <answer-file> [<report-file> [<-appes>]]

一些预设的 checker​

很多时候我们的 checker 完成的工作很简单（如判断输出的整数是否正确，输出的浮点数是否满足精度要求），Testlib 已经为我们给出了这些 checker 的实现，我们可以直接使用。

一些常用的 checker 有：

  • ncmp：按顺序比较 64 位整数。

  • rcmp4：按顺序比较浮点数，最大可接受误差（绝对误差或相对误差）不超过 10−410^{-4}（还有 rcmp6，rcmp9 等对精度要求不同的 checker，用法和 rcmp4 类似）。

  • wcmp：按顺序比较字符串（不带空格，换行符等非空字符）。

  • yesno：比较 YES 和 NO，大小写不敏感。

    本文主要翻译自 Checkers with testlib.h - Codeforces。testlib.h 的 GitHub 存储库为 MikeMirzayanov/testlib。

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