对数器详解
一、对数器是什么
对数器是一种用于验证算法正确性的工具。其基本原理是利用一个已知正确但可能效率较低的算法(通常是暴力算法)来生成结果,并与待验证的算法输出进行比较。
二、对数器的使用方法
对数器的使用步骤通常如下:
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生成随机测试数据:自动生成多组随机输入数据。
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使用暴力算法计算结果:通过一个较慢但可靠的算法计算每组数据的结果。
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使用待测算法计算结果:用需要验证的算法处理相同的输入数据。
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比较结果:将两个算法的输出进行比较。如果结果一致,说明待测算法正确;如果不一致,则说明待测算法可能有错误。
三、对数器使用示例
如果我们现在实现了一个选择排序:
public static void selectionSort(int[] arr) {if(arr == null || arr.length < 2) {return ;}for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {int minIndex = i;for(int j = i + 1; j < arr.length; j++) {if(arr[j] < arr[minIndex]) {minIndex = j;}}int temp = arr[i];arr[i] = arr[minIndex];arr[minIndex] = temp;}}
然后我们使用 Arrays 类中提供的静态方法 sort() 作为我们的比较方法。
同时我们要实现一个方法,它可以产生随机长度和随机内容的整型数组:
public static int[] generateRandomArray() {int length = (int) (101 * Math.random());// 0 - 100int[] arr = new int[length];for (int i = 0; i < length; i++) {arr[i] = (int) (201 * Math.random() - 100);}return arr;}
然后我们需要再实现一个比较两个数组内容是否相同的方法:
public static boolean isEquals(int[] arr1, int[] arr2) {if (arr1 == null && arr2 == null) {return true;}if (arr1 == null || arr2 == null) {return false;}if (arr1.length != arr2.length) {return false;}for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {if (arr1[i] != arr2[i]) {return false;}}return true;}
然后加上一个复制数组的方法:
public static int[] copyArrays(int[] arr) {if(arr == null) {return null;}int[] copy = new int[arr.length];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {copy[i] = arr[i];}return copy;}
然后就可以测试我们需要测试的方法了:
public static void main(String[] args) {int testTimes = 10000;while(testTimes-- > 0) {int[] arr1 = generateRandomArray();int[] arr2 = copyArrays(arr1);Arrays.sort(arr1);// 使用库方法作为可信算法selectionSort(arr2);// 要测试的算法if(!isEquals(arr1, arr2)) {// 只要有样例不同过,则退出循环break;}}if(testTimes == -1) {System.out.println("所有样例成功");} else {System.out.println("测试样例出错");}}