Generator

Generator，即数据生成器。当数据很大，手造会累死的时候，我们就需要它来帮助我们自动造数据。

简单的例子

生成两个 范围内的整数：

为什么要使用 Testlib？

有人说写 generator 不需要用 Testlib，它在这没什么用。实际上这是个不正确的想法。一个好的 generator 应该满足这一点： 在任何环境下对于相同输入它给出相同输出 。写 generator 就避免不了生成随机值，平时我们用的 rand() 或 C++11 的 mt19937/uniform_int_distribution ，当操作系统不同、使用不同编译器编译、不同时间运行等，它们的输出都可能不同（对于非常常用的 srand(time(0)) ，这是显然的），而这就会给生成数据带来不确定性。

需要注意的是，一旦使用了 Testlib，就不能再使用标准库中的 srand() ， rand() 等随机数函数，否则在编译时会报错。因此， 请确保所有与随机相关的函数均使用 Testlib 而非标准库提供的。

而 Testlib 中的随机值生成函数则保证了相同调用会输出相同值，与 generator 本身或平台均无关。另外。它给生成各种要求的随机值提供了很大便利，如 rnd.next("[a-z]{1,10}") 会生成一个长度在 范围内的串，每个字符为 a 到 z ，很方便吧！

Testlib 能做什么？

在一切之前，先执行 registerGen(argc, argv, 1) 初始化 Testlib（其中 1 是使用的 generator 版本，通常保持不变），然后我们就可以使用 rnd 对象来生成随机值。随机数种子取自命令行参数的哈希值，对于某 generator g.cpp ， g 100 (Unix-Like) 和 g.exe "100" (Windows) 将会有相同的输出，而 g 100 0 则与它们不同。

rnd 对象的类型为 random_t ，你可以建立一个新的随机值生成对象，不过通常你不需要这么做。

该对象有许多有用的成员函数，下面是一些例子：

附：关于 rnd.wnext(i,t) 的形式化定义：

另外，不要使用 std::random_shuffle() ，请使用 Testlib 中的 shuffle() ，它同样接受一对迭代器。它使用 rnd 来打乱序列，即满足如上“好的 generator”的要求。

示例：生成一棵树

下面是生成一棵树的主要代码，它接受两个参数——顶点数和伸展度。例如，当 时，可能会生成链；当 时，可能会生成菊花。

一次性生成多组数据

跟不使用 Testlib 编写的时候一样，每次输出前重定向输出流就好，不过 Testlib 提供了一个辅助函数 startTest(test_index) ，它帮助你将输出流重定向到 test_index 文件。

一些注意事项

• 严格遵循题目的格式要求，如空格和换行，注意文件的末尾应有一个换行。
• 对于大数据首选 printf 而非 cout ，以提高性能。（不建议在使用 Testlib 时关闭流同步）
• 不使用 UB（Undefined Behavior，未定义行为），如本文开头的那个示例，输出如果写成 cout << rnd.next(1, n) << " " << rnd.next(1, n) << endl; ，则 rnd.next() 的调用顺序没有定义。

新特性：解析命令行参数

在之前，我们通常使用类似 int n = atoi(argv[3]); 的代码，但是这样并不好。有以下几点原因：

• 不存在第三个命令行参数的时候是不安全的；
• 第三个命令行参数可能不是有效的 32 位整数。

现在，你可以这样写： int n = opt<int>(3) 。与此同时，你也可以使用 int64_t m = opt<int64_t>(1); ， bool t = opt<bool>(2); 和 string s = opt(4); 等。

另外，testlib 同时也支持命名参数。如果有很多参数，这样 g 10 20000 a true 的可读性就会比 g -n10 -m200000 -t=a -increment 差。

在这种情况下，现在你可以在 generator 中使用以下代码：

你可以自由地混合使用按下标和按名称读取参数的方式。

支持的用于编写命名参数的方案有以下几种：

• --key=value 或 -key=value ；
• --key value 或 -key value ——如果 value 不是新参数的开头（不以连字符 - 开头或一个/两个连字符后没有跟随字母）；
• --k12345 或 -k12345 ——如果 key k 是一个字母，且后面是一个数字；
• -prop 或 --prop ——启用 bool 属性。

下面是一些例子：

g1 -n1
g2 --len=4 --s=oops
g3 -inc -shuffle -n=5
g4 --length 5 --total 21 -ord

更多示例

可以在 GitHub 中找到。

本文主要翻译自 Генераторы на testlib.h - Codeforces 。新特性翻译自 Testlib: Opts—parsing command line options 。 testlib.h 的 GitHub 存储库为 MikeMirzayanov/testlib 。