testlib对拍框架

What · 是什么

Testlib是C++编写算法竞赛出题/评测相关程序的辅助库，仅由testlib.h一个头文件组成。它提供四个核心组件：Generator(数据生成器，用rnd产生可复现随机数据)、Validator(校验器，检查生成数据是否符合题目范围与格式)、Checker(评测器/Special Judge，判断选手输出正确性)、Interactor(交互器，用于交互题)。Testlib的随机数生成器rnd以命令行参数为种子哈希，保证相同参数在任何平台产生相同输出(跨平台可复现)，避免了rand()/srand的不可控。它被ROI、ICPC区域赛、所有Codeforces round使用，与Codeforces的Polygon出题平台完全兼容。testlib源自2005年由testlib.pas移植，一直维护至今。

Why · 为什么

How · 实现

伪代码

# generator.cpp (数据生成器)
#include "testlib.h"
registerGen(argc, argv, 1);
int n = opt<int>("n");         // 命名参数 -n10
int m = opt<int>(1);            // 位置参数
cout << n << ' ' << m << endl;
for (...) cout << rnd.next(1, n) << endl;  // 可复现随机

# validator.cpp (数据校验器)
registerValidation();
int n = inf.readInt(1, 1e5, "n"); inf.readEoln();
inf.readEof();

# checker.cpp (评测器)
registerTestlibCmd(argc, argv);
int pans = ouf.readInt(1, 2e9, "sum");
int jans = ans.readInt();
if (pans == jans) quitf(_ok, "correct");
else quitf(_wa, "expected %d found %d", jans, pans);

# 编译+运行
 g++ gen.cpp -o gen   && ./gen -n10 > in.txt
 g++ val.cpp -o val   && ./val < in.txt
 g++ chk.cpp -o chk   && ./chk in.txt out.txt ans.txt

Python 实现

"""Testlib 使用模式参考(Python版通用模板).
注意: testlib是C++库, 本文件给出可复现随机生成器/校验器的Python等价物,
并说明C++侧核心API. 自测验证核心思想.
"""
import random
import sys

# ---------- 对应 testlib 的 rnd.next() 语义 ----------
def next_int(a, b=None, seed_argv=None):
    """可复现随机整数: 以参数为种子, 同参数同结果(等价rnd.next)."""
    if seed_argv is not None:
        random.seed(str(seed_argv))
    if b is None:
        return random.randrange(a)          # [0,a)
    return random.randint(a, b)             # [a,b]


def gen_tree(n, seed):
    """生成随机树(等价testlib的rnd.wnext建树模板)."""
    random.seed(seed)
    edges = []
    for i in range(2, n + 1):
        p = random.randint(1, i - 1)        # 父节点
        edges.append((p, i))
    return edges


# ---------- 对应 testlib 的 validator 严格读入 ----------
def validate_int(inp, lo, hi, name):
    """严格校验整数范围, 越界抛出异常(等价inf.readInt(l,r,name))."""
    try:
        v = int(inp)
    except ValueError:
        raise ValueError(f"invalid {name}: '{inp}'")
    if not (lo <= v <= hi):
        raise ValueError(f"{name}={v} out of range [{lo},{hi}]")
    return v


# ---------- 对应 testlib 的 checker 判定 ----------
def checker_compare(pans, jans, eps=0):
    """返回(_ok/_wa)语义: True=AC."""
    if eps == 0:
        return pans == jans
    return abs(pans - jans) <= eps


if __name__ == "__main__":
    # 可复现性测试: 同种子同结果
    a = next_int(100, 200, seed_argv=(42,))
    b = next_int(100, 200, seed_argv=(42,))
    assert a == b
    c = next_int(100, 200, seed_argv=(42, 0))
    assert a != c  # 参数不同结果不同(种子=参数哈希)

    # 树生成: 边数=n-1
    edges = gen_tree(10, seed=7)
    assert len(edges) == 9

    # 校验器
    assert validate_int("5", 1, 10, "n") == 5
    try:
        validate_int("99", 1, 10, "n")
        assert False
    except ValueError:
        pass

    # checker
    assert checker_compare(3, 3)
    assert not checker_compare(3, 4)
    assert checker_compare(0.5, 0.5001, eps=1e-3)

    print("testlib(Python参考): ALL TESTS PASSED")

易错点

• 使用testlib后禁止调用srand/rand(编译报错), 随机一律走rnd
• checker中读选手输出务必限定范围(readInt(l,r)), 否则可能RE
• 用readAns统一读标准/选手输出, 使标准输出非法时返回_fail而非_wa
• 避免在readAns中使用全局ensure(会误判_fail), 用stream.ensuref
• 数据文件末尾要有换行; 大数据用printf提高生成速度

例题

信源

• OI Wiki✓ https://oi-wiki.org/tools/testlib/
• github✓ https://github.com/MikeMirzayanov/testlib