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通常在Online Judge上的题目要求程序从标准输入流(standard input, stdin)读入输入数据,将答案输出到标准输出流(standard output, stdout),并通常会无视标准错误输出流(standard error, stderr)的输出。当然,过多的stderr输出必然会占用许多额外的时间,导致TLE,所以即使把debug信息输出到stderr,有时也要注意通过注释和条件编译去掉for循环中的debug语句。不过更多的时候,我们主要需要关心的还是stdin和stdout。

不过有时候,某些Online Judge的某些题目就会要求从给定文件读入测试数据,或将结果输出到给定文件中,或二者皆有。大多数编程语言在提供文件IO操作API的同时,都提供有许多直接操作标准输入输出的API。而很多初学者对这些API都要比对文件操作的API熟悉得多。所以如果在此时,能用标准输入输出的API来替代文件输入输出的API无疑是很方便的。在本地,这可以通过shell的重定向轻松办到

./p.exe < input.txt > output.txt 2> log.txt

不过在Online Judge上,这一点就行不通了。好在很多语言都提供有一些API,能实现类似的功能。

除了希望使用标准输入输出的API来实现文件输入输出外。在本地调试程序的时候,有时候通过终端(屏幕)进行交互会方便得多,即使要进行文件输入输出也可以借由shell轻松自如的选择文件。所以,程序在本地使用stdio,而在Online Judge上才使用指定的文件会方便不少。

当然,前面还漏了一点,用标准输入输出的API除了可以节省力气外,还有一个好处是:如果同样一道题,在多数OJ上要用标准输入输出,但有些OJ要求文件输入输出时,代码无需经过太多修改就能AC。嗯,其实我就是在做Codeforces上新加的Andrew Stankevich Contests想到可以做这么一个总结的。下面的代码都用Think Positive这道题测试过,可以AC的完整代码请通过github访问。

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昨天的HDOJ第三场月赛中hhanger出了一道非主流的Guess the number。援引官方解题报告:

本题属于非正常题,纯属娱乐。因为本题最多只有16个字符,所以可以用X分提交法来套取输入数据,可以利用的返回结果至少有6种,把字符先统一转化成小写后,基本上两次提交可以确定一个字符,因此可以在期望时间内得到解。

相信很多acmer对利用返回结果来套取输入数据并不陌生,我们经常用这招来获得case数或检验输入数据是否与题目描述不符。下面这段程序可以判断第off个字符在哪个范围内,利用了HDOJ中G++的TLE, MLE, OLE, RE(ACCESS_VIOLATION, STACK_OVERFLOW, DIVIDE_BY_ZERO)和WA七种不同返回结果。但平时编译器对包括尾递归、空循环和常量的优化此时却成了绊脚石,为了生成我们预期的返回结果,只好让代码复杂一点或产生一些副作用。

// author: watashi
#include <cctype>
#include <cstdio>
#include <cstring>

void gao(int ch) {
	if (ch < $_[1]) {	// Time Limit Exceeded
		while (true);
	} else if (ch < $_[2]) { // Memory Limit Exceeded
		char* p = new char[128 << 20];
		memset(p, 0xff, 128 << 20);
	} else if (ch < $_[3]) { // Output Limit Exceeded
		while (true) {
			fputs("[Output Limit Exceeded] (http://watashi.ws/wabots) quick brown fox jumps over the lazy dog", stdout);
		}
	} else if (ch < $_[4]) { // Runtime Error (ACCESS_VIOLATION)
		int p[1 << 10] = {-1};
		putchar(p[1 << 20]);
	} else if (ch < $_[5]) { // Runtime Error (STACK_OVERFLOW)
		gao(ch);
	} else if (ch < $_[6]) { // Runtime Error (INTEGER_DIVIDE_BY_ZERO)
		int p = sizeof(char);
		printf("%d", sizeof(int) / --p);
	} else { // Wrong Answer
		return;
	}
}

int main() {
    int off = $_[0];
    for (int i = 0; i < off; ++i) {
        getchar();
    }
    gao(tolower(getchar()));
	return 0;
}

有了这段程序,理论上就可以在32次内得到输入数据了。但由于人肉提交难免手抖,判断易出差错,而且需要很多的肉,实际次数远在这之上,不少人都提交上百次后才AC。对于又缺少肉,又容易手抖的我,连尝试的勇气都没有。不过,却可以写个从不手抖,有着用不完的肉的机器人来代劳。于是先实现一个HDOJ的自动提交机模块。

# HDOJAgent.pm
package HDOJAgent;
use strict;
use warnings;
use LWP::UserAgent;

my $prefix = "http://acm.hdu.edu.cn";
my $interval = 60;
my $maxretry = 2;

sub new {
    my $class = shift;
    my $self = {
        user => $_[0] || '',
        problemid => $_[1] || 1000,
        language => $_[2] || 0,
        ua => new LWP::UserAgent(
            agent => 'HDOJAgent (http://watashi.ws/wabots)',
            cookie_jar => {},
        )
    };
    bless $self, $class;
    return $self;
}

sub AUTOLOAD {
    my $self = shift;
    my $name = $HDOJAgent::AUTOLOAD;
    $name =~ s/.*://;
    return if $name eq 'DESTROY';
    $self->{$name} = shift if @_;
    return $self->{$name};
}

sub post {
    my ($self, $url, $form) = @_;
    my $ua = $self->ua;
    for (1 .. $maxretry) {
        my $response = $ua->post($url, $form);
        if (!$response->is_error) {
            return $response->decoded_content;
        }
        sleep $interval;
    }
    warn "maxretry exceeded!";
    return undef;
}

sub login {
    my ($self, $pass) = @_;
    $self->post("$prefix/userloginex.php?action=login", {
        username => $self->user,
        userpass => $pass,
        login => 'Sign In'
    });
}

sub submit {
    my ($self, $code) = @_;
    $self->post("$prefix/submit.php?action=submit", {
        problemid => $self->problemid,
        language => $self->language,
        usercode => $code
    });
}

sub laststatus {
    my $self = shift;
    my $user = $self->user;
    while (1) {
        my $_ = $self->post("http://acm.hdu.edu.cn/status.php?user=$user");
        s{^[\s\S]*Pro\.ID.*Exe\.Time.*Exe\.Memory}{}gs;
        s{</td><td><a href="/showproblem\.php\?pid=.*$}{}gs;
        s{^.*<td>}{}gs;
        s{^\s*|\s*|<[^>]*>}{}gs;
        return $_ unless /^$|Queuing|Compiling|Running/;
        sleep $interval;
    }
}

要完成提交操作需要提供cookie,通常有两种办法,一是直接在WebClient.Headers里设置好cookie,以前我用C#写的一个ZOJ的自动提交机就是这么实现的;更简单的办法是给UserAgent初始化一个空的cookie,通过完成login来设置cookie。有了cookie后就可以submit了,submit需要提供problemid, language和usercode。submit后可以通过laststatus来获得你最近一次提交的返回结果。先用A + B Problem来测试一下模块,这里用了caller函数,实现模块的测试和使用两不误。

# HDOJAgent.pm
return 1 if caller;

my $hdoj = new HDOJAgent('wabots');
$hdoj->login('~!@#$%^&*()_+');
$hdoj->problemid(1000); # A + B Problem
$hdoj->language(1); # GCC
$hdoj->submit(<<GCC
main(a,b){while(scanf("%d%d",&a,&b)>0)printf("%d\n",a+b);}
GCC
);
print $hdoj->laststatus, "\n";

最后在wabots.pl中使用HDOJAgent模块,不断通过七分法提交HDU3337,以得到输入数据中的字符,直到EOF。得到的输入数据,答案也就显而易见啦^ ^

#!/usr/bin/perl -w
# http://watashi.ws/wabots

use strict;
use warnings;
use HDOJAgent;

$| = 1;

sub getcpp {
    return <<CPP;
...
CPP
}

sub getpos {
    my ($min, $max, $cnt) = @_;
    my @ret = ();
    $max -= $min;
    for (my $i = 0; $i <= $cnt; ++$i) {
        push @ret, $min + int($max * $i / $cnt);
    }
    return @ret;
}

my @status = qw(Time Memory Output ACCESS STACK INTEGER Wrong);

my @charset = (' ', '0' .. '9', 'a' .. 'z');
@charset = sort {$a <=> $b} map {ord $_} @charset;
unshift @charset, -1;

my $hdoj = new HDOJAgent('wabots', 3337, 0);
$hdoj->login('~!@#$%^&*()_+');

my ($try, $off, $min, $max, $res) = (0, 0, 0, scalar @charset, '');
while (1) {
    ++$try;
    print "wabots# TRY #$try: [$off] in [$min, $max)\n";
    my @pos = getpos($min, $max, scalar @status);
    $hdoj->submit(getcpp($off, @charset[@pos[1 .. $#pos - 1]]));
    my $status = $hdoj->laststatus;
    print "wabots# \t$status\n";
    for (my $i = 0; $i < @status; ++$i) {
        if ($status =~ /$status[$i]/i) {
            $min = $pos[$i];
            $max = $pos[$i + 1];
        }
    }
    if ($min == $max - 1) {
        last if $charset[$min] < 0;
        $res .= chr $charset[$min];
        print "wabots# \t[$off] = $charset[$min] ($res)\n";
        ++$off;
        $min = 0;
        $max = @charset;
    }
    sleep 5;
}
print "RESULT = $res\n";

运行上面的程序,输出的日志如下:

由于文件中包含答案,为防止剧透,您需要输入本题正确答案以获取该文件:

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