【算法竞赛bug经验谈】编程经验总结【C/C++】

【算法竞赛bug经验谈】编程经验总结【C/C++】

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0.总结

Get to the points first. The article comes from LawsonAbs!

• 记录我自己编写算法题时犯过的错误

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1.踩过的坑

写算法题时，悲催不是你的wrong answer，而是在你写完代码之后，你却发现你的思路存在纰漏。这里总结了一些我写题时的一些常犯错误，供大家编程时参考。

• 1.见到大批的WA，想想题意搞清楚了吗？
• 2.写< ，>号的时候，需要考虑会用到=号吗？
  上面这种问题，经常出现在二分法，排序等情况下。
• 3.写 if 条件的时候，要考虑后面的 else 是什么样的情况？是二选一的吗？if内的代码块有必要二选一执行吗？
• 4.if中的条件是什么样的情况成立？&&和||符号正确吗？
• 5.数组下标越界了吗？
  如果出现Runtime Error，通常就是出现了数组越界的情况，这时，就需要考虑是否在判断数组边界是否越界。
• 6.数组开的够大吗？是导致Runtime Error的原因吗？
• 7.递归有明确的返回条件吗？递归哪里可能会出现死循环？
• 8.while，for循环是导致死循环的原因吗？
• 9.二分法时，如果涉及到比较精度的问题，可能会因为精度而导致死循环。
• 10.可能在有些变量没有初始化时，导致本地运行和评判机运行出现偏差。从而出现明明“对的程序”无法AC
• 11.二分法的边界一定要搞清楚！十分重要
• 12.一些常数的取法是否有问题？比如说 π 是取成3，还是3.14，还是3.1415926？如果题意没有说明，那么这些就是容易出现问题的地方。
• 13.贪心算法能证明出来是正确的吗？如果不能，请谨慎使用，否则在你不仅WA了答案，还浪费了时间。
  给我这样的感受的题有很多，比如揹包问题（让你求出平均价值最大的放法，如果是直接按照 价值/体积 形成的权重来从大到小放，是会出现问题的。）；再比如络谷 P1514 引水入城 问题，这里是我的关于此题的题解，我最开始的想法是： dfs+贪心（失败）。直到WA之后才恍然大悟自己是多么幼稚！
• 14.--y 与 y-- 是有很大区别的。
  第一种写法是先判断下一个，第二个是先判断当前的情况，再将y的值减一。即使是高手，有时候也会在这个简单的问题上犯糊涂，一定要注意！
• 15.如果数组没有初始化，很有可能得到错误的答案。如果数组初始化不够（意思就是只初始化了一部分的数组），也会导致错误的答案。
  比如，有如下语句：

const int maxN = 105;
const int maxV = 100005;
int f[maxV];
fill(f,f+maxN,0);

当计算 f[i] 的值的时候，就很容易出现问题。这是一个很隐蔽的错误，而且不易察觉，大多数时候，我们都以为是自己写的代码或者是思想错了，哪知道问题在于这个细节问题！因为我们申请的是 maxV大小的 int 型数组，结果只初始化了一部分（maxN大小），导致WA！我就曾因为这个问题浪费了30min 来找bug！【蒟蒻实证！】

• 16.复制得到的代码一定要对具体的条件做修改，否则很难发现这种隐蔽的问题。常见的复制代码的情况有：
  01.朝不同的方向【N,S,E,W】行驶，比如迷宫问题，棋盘问题等等。
  02.switch...case语句中的条件
  03.if...else if...else中语句的条件

• 17.代码顺序的颠倒可能会导致严重的错误。
  【20200410】我在写一道 dijkstra 算法题时，计算最短路径的个数。但是因为搞反了两条语句，就几乎WA了大半的结果。编码十分钟，调试2小时！！血的教训。写代码时一定要全神贯注，切莫开小差！

• 18.不要拿到一道题就开始编代码， 一定要先动脑，再动手！否则就是编码10分钟，调试10小时。

• 19.做题有大致的步骤：
  （1）抽象题目。对应于学过的什么知识点，主要考什么？
  （2）分析时间复杂度，该用什么样的算法解决这个问题？【这一步骤很关键，我经常把贪心的题搞出dp，然后怎么也推导不出来dp的转移方程，后来才知道应该是O(N)复杂度的贪心。-_-||】

• 20.昨天【20200620】在写洛谷的一道题【SP4033 PHONELST - Phone List 】的时候，我因为把输出放到main外的void函数之中，导致在调用这个void函数中可能会多次输出同一个答案，从而导致输出不对。
  因为一份电话名单可能会出现多个重复前缀的情况，如果这种输出放在build()函数里，就会出现错误！这个bug 我找了1h+。

• 21.今天【20200621】在写洛谷的一道题【P3879 [TJOI2010]阅读理解】时，碰到一个bug，我觉得我写trie树应该是很熟练的了，但就是死活过不了…就是下面这种情况：
  于是，我想啊想，难道是因为我数组开的范围不够大？ 代码内容如下：
  
  在蹦出这个念头之后，我细想了一下，好像真有问题。而且对于这种二维数组，这种越界问题，就会导致**“修改数据”** 的情况。将endF[maxN]maxN] 修改为 endF[maxN][maxM] 就可以一下全部AC了。【因为题目中说一篇短文的字数<10³,而且每个单词的长度小于20。所以在去掉部分空格之后，即使没有任何公共的节点，都可以在20000内将所有节点全部容纳！所以可以这么定义一个二维数组。】

跟随上面这个问题，我们来看一个很好玩儿的东西。

#include<iostream>
using  namespace std;
const int maxN = 10;
int arr[maxN][maxN]; //

int tot = 0; //记住tot不要超过100就行
int main(){
    for(int i = 0;i<10;i++)
        for(int j = 0;j< 10;j++)
            arr[i][j] = 1;//全部赋值为1

    //下面见证一下“奇迹”
    int cnt = 1;
    for(int i = 0;i<5;i++){
        /*主要j的取值 =>
         01.因为这里j的取值越界了，但是整个二维数组的值
         却没有越界，所以你会得到Wrong Answer的界面，但是得不到Runtime Error
         的提醒。
         02.同时，可以看到这里的赋值手法有点儿“一维”状态空间的意思。
         03.在起初的位置上，往后推20个。比如arr[4][20]就是在arr[4][0]后推20个，
         这样得到的结果就是arr[4][0] = 81,…… arr[4][20] = arr[5][10] = 100;
          */
        for(int j = 0;j<20;j++){
            arr[i][j] = cnt ;
            cnt ++;
        }
    }

    for(int i = 0;i< 10;i++){
        for(int j = 0;j< 10;j++){
            printf("%4d",arr[i][j]);
        }printf("\n");
    }
}

执行结果如下：

---------------------------------智慧分割线-------------------------------

2.define 使用不当

#define N 100000000001
define 定义的值不能过大，否则会到值编译错误，停止工作。

#define的用法不仅仅局限于对数据，同样对于字符串，以及其他的都是适用的，比如以下的程序。

#include <stdio.h>
#define P printf("I Love programming\n");
 
int main()
{
    P;
    return 0;
}

如果觉得define不好使，也可以使用const来定义静态变量。

3. 未引用正确的方法库

报错：[Error] 'strcmp' was not declared in this scope
需要针对具体的报错信息添加头文件。比如在上面的这个报错信息中，就需要添加#include<cstring>【c++】或者是#include<string.h>【c】。

4.整型的范围【非常重要！】

算法题中经常会出现整数范围的考察，这是一个非常基础但重要的知识点，务必掌握。这里我讲解一些最常用的整型。

4.1 int范围大小

int声明的数据是带正负号的整数，一般情况其占内存大小是4B，即32位，有一位是符号位，故最大正整数是2^31-1，最大负数是2^31【这与计算机的存储方式有关，因为是二进制补码存储】。在 #include<climits> 头文件中可以看到int的最大值和最小值。代码如下所示：

#include<iostream>
#include<climits>
using namespace std;

int main(){
	cout << "INT_MAX="<< INT_MAX<<"\n";
	cout << "INT_MIN="<< INT_MIN<<"\n";
}

4.2 long long 的范围大小

同样的道理，我们可以获取到long long类型的最大、小值。

4.3 其它

这个库里 （应该） 还有很多其它好东西，值得研究。

4.4 关于cpp中的一个整数是什么类型的讨论

使用如下代码测试：

int main(){
	cout << sizeof(1)<<"\n";
	cout << sizeof(1ll)<<"\n";	
}

执行结果如下：

可以看到所占内存大小分别是4B和8B。
我就是因为这个问题没搞清楚，在写一道程序题时就出现了问题。本来可以用long long存储的数，我自己硬是写了一个高精！

5.二叉树相关常见错误

5.1 对指针理解不够

如下代码是我在为每个节点设置树高。但是其中有一处很明显的错误。

void btHigh(node* root)
{
    if (root == NULL){
    	root->height = 0;
    	return ;//一定不要少了这个边界条件 
	}
    btHigh(root->lchild);
    btHigh(root->rchild);
    //二叉树的高度为左子树和右子树中高的那个高度加1
    int ret1 = root->lchild->height;    
    int ret2 = root->rchild->height;    
    root->height = ret1 > ret2 ? ret1 + 1 : ret2 + 1;
}

里面存在的错误代码是：

if (root == NULL){
    	root->height = 0;
    	return ;//一定不要少了这个边界条件 
}

root->height = 0是典型的低级错误，怎么能在root=NULL的条件下给root->height 赋值呢？ 也就是说，if中的判断是要有意义的，不是白判断的。