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上上次上次的题解,补上这最后一部分。这次的三道题分别是我出的程序员六级阅读理解题Crack Me II;复数表达式解析计算题(误)Complex Calculator;和大自然数值积分题(大误)Bessel Function II

ZOJ3441. Crack Me II

[cpp + indent, sorting, set_difference]

题目就是要求写一个和这段天书一样的代码(ZOJ3441txt.c)功能完全相同的程序。

这一题是程序员四级阅读理解题ZOJ1584 Crack Me的加强版。首先说说这段天书是怎么来的吧,其实最初是一段非常简单的Haskell程序(ZOJ3441hs.hs)。然后我简单的用C重写的了一遍所有函数,于是得到了下面的C语言程序(ZOJ3441c.c),因为是按Haskell的思路来写的,所以几乎没有循环,全是递归。之后就是人肉宏替换了,其实写这段代码远比看懂它要辛苦啊。

如果你直接提交这段代码,会MLE,一看程序你就会发现,不断的malloc,完全不free。即使处理了内存泄漏,依然会TLE。有的时候可以通过只修改瓶颈代码来AC,比如ZOJ1584就可以这样做,不过这一题就行不通。

解决这道题的一种办法是通过够找各种sample,测出这段程序的功能。这是一个比较可取的办法,不过如果遗漏掉了任何一个地方都会WA,通常也会设置一些这样的陷阱,比如ZOJ1584在长度大于某个阈值的时候要数出”0″,这是很难测出来的。这段程序没有太xe的地方,不过对于负数的处理,也是要花点时间来找规律的。

另一种方法就是阅读代码了,这段代码的直接阅读难度要远远大于ZOJ1584。不过我们为什么要直接阅读呢?宏展开这种事编译器不就能做么,何必人肉?gcc -E命令就可以将宏展开,其实背后就是调用了GCC中一个叫cpp的程序,cpp是The C Preprocessor,只要

cpp ZOJ3441txt.c > ZOJ3441cpp.c

就得到了宏展开的代码,不过代码缺少良好的缩进,还是不可读,再利用代码格式化工具,比如indent,来处理一下

indent ZOJ3441cpp.c

这样代码(ZOJ3441cpp.c)的可读性就比较强了,唯一的麻烦就是变量名都没有意义,你可以在阅读的同时替换成有意义的名字。

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计算机内的整数往往是固定长度的,比如32位整数,如果整数超出表示范围则会发生溢出。大数(BigInteger)则是具有任意精度的数(arbitrary precision number),是一个实际运用中常见,尤其在程序设计竞赛里频繁出现的数据结构。java因为带有BigInteger类,而成为竞赛中解决大数问题的首选,而C/C++则需要第三方库提供大数支持。至于其他很多语言,都有语言或标准库级别上的高精度运算支持,只不过其中很多除了在SPOJ和GCJ外恐怕都不怎么能用于水题。Small factorials里有在SPOJ中使用高精度的例子。

Perl: Math::BigInt

Math::BigInt提供了非常多方法,而且很多方法也有对应的运算符重载,支持bin, oct, dec, hex格式字符串与BigInt之间的相互转化,几乎没有不支持的操作,包括三角函数,二项式系数都有。不过Math::BigInt有很多不同的实现,其中最快的是Math::BigInt::GMP,效果还是非常理想的,但是默认的Math::BigInt::Calc就慢得不能忍了,远比php, java, ruby, python的都要慢。另外Math::BigFloat是基于Math::BigInt的高精度浮点数。

use Math::BigInt lib => 'GMP';
use Math::BigFloat try => 'GMP';
print Math::BigFloat->bpi(64), "\n"; # 3.14...
my $x = new Math::BigInt('0x123456789abcdef');
my $y = Math::BigInt->new('0b101010101010101');
print $x + $y, "\n";
print join(":", $x->copy()->bdiv($y)), "\n";

Bash: bc

说bash支持高精度不是很严谨,不过bc(白痴)是Linux下一个支持任意精度数字计算的语言,也算半个标配。bc支持算术运算(+, -, *, /, %, ^等),逻辑运算(<=, ==, ||等),流程控制(if, while, for等),函数定义(define)。bc本身就可以写成脚本执行。

#!/usr/bin/bc -q

define e(n) {
	auto i, p, s;
	p = 10 ^ n;
	s = 2 * p;
	for (i = 2; p > 0; ++i) {
		p /= i;
		s += p;
	}
	return s;
}

print "input a integer: "
x = read()
e(x)
quit

# input a integer: 40
# 27182818284590452353602874713526624977552

Php: BCMath

bc是Binary Calculator的

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SPOJ24. Small factorials[FCTRL2]就是阶乘计算加高精度运算。以下是用内置大数支持的perl, php, java, ruby, python, haskell, bash, scheme等语言实现的代码。

haskell

main = interact $ unlines . map (\i -> show $ f !! read i) . tail . words
	where f = scanl (*) 1 [1 ..]

perl

#!/usr/bin/perl -w

use strict;
use Math::BigInt lib => 'GMP';

my @f = ();
push @f, Math::BigInt->new(1);
for (my $i = 1; $i <= 100; ++$i) {
	push @f, $f[$#f]->copy()->bmul($i);
}
chomp(my $re = <STDIN>);
for (my $ri = 1; $ri <= $re; ++$ri) {
	chomp(my $n = <STDIN>);
	print "$f[$n]\n";
}

php

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As I cannot find any appropriate haskell brushes for SyntaxHighlighter, I developed one by myself. You can download it here, I do hope it will be helpful. If you find any bugs or have any suggestions, please comment here or email me.

SyntaxHighlighter提供了大多流行语言的Brush,但是相对而言支持的语言还是比较少的。如果你需要的某种语言不幸不在支持列表内,那么你还可以求助于第三方Brush,这里有一个更加丰富语言列表,不过不是所有的语言都有对应的Brush。更不幸的是,我需要的Haskell语言甚至都不在这个列表里。google了一下还是看到有别人写的Brush,不过功能实在有点弱,所以我开始按照Handy Custom Brushes Development Guide自己写一个Haskell Brush。

在Guide的指导下,在参考着其他语言的Brush和其他平台下Haskell的高亮配置文件,我自己的shBrushHaskell.js也有模有样的完成了。最后要做的就是把它加到wordpress的plugin里,参照Adding A New Brush (Language)便能很容易完成。事实上在在我使用的SyntaxHighlighter Evolved里只要先把shBrushHaskell.js上传到合适的位置,比如$plugin_dir/watashi-no-brushes,再对syntaxhighlighter.php做两处修改就好了:

  1. 在一堆wp_register_script中间插入一句
    /* register my brush */
    wp_register_script('syntaxhighlighter-brush-haskell', plugins_url('syntaxhighlighter/watashi-no-brushes/shBrushHaskell.js'), array('syntaxhighlighter-core'), '20091224'); // ADD_THIS_LINE
    
  2. 再添加映射

    $this->brushes = (array) apply_filters( 'syntaxhighlighter_brushes', array(
        /* ... */
        'haskell' => 'haskell', // ADD_THIS_LINE
    ) );
    
  3. 大功告成。

首先拿A + B Problem做个测试:

main = do
    input <- getContents
    putStr $ unlines $ map show $ doEMP $ map read $ words input

doEMP [] = []
doEMP (a:b:o) = a + b : doEMP o

再加两个demo,第一个是ProjectEuler的41:

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