Генераторы — это такие вспомогательные программы в задаче по программированию, которые выводят тесты. Далеко не всегда ручные тесты в задаче достаточно маленькие, чтобы обойтись только ими. В этом случае на помощь и приходят генераторы.

Виды генераторов

Есть два вида генераторов: обычные и мультигенераторы.

1. Первые за один свой запуск выводят ровно один тест. Обычно, чтобы сгенерировать несколько тестов, такой генератор надо запустить несколько раз с разными параметрами командной строки. Такие генераторы выводят тест в стандартный вывод (на экран).
2. Мультигенераторы за один запуск выводят сразу много тестов. Такие генераторы выводят тесты в файлы (один файл — один тест).

Пример просто обычного генератора на testlib.h

Выводит пару чисел от 1 до n, где n переданный параметр запуска генератора.

#include "testlib.h"
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    registerGen(argc, argv, 1);
    int n = atoi(argv[1]);
    cout << rnd.next(1, n) << " " << rnd.next(1, n) << endl;
}

Зачем testlib.h?

При невнимательном взгляде кажется, что testlib.h почти не нужен для написания генератора. На самом деле это неправда. Почти в каждом генераторе нужна возможность получать случайные значений, и есть большое искушение использовать rand(). Не делайте этого. Основной принцип написания генератора: генератор должен выводить один и тот же тест при компиляции любым компилятором на любой платформе, если он запущен одинаковым способом. При использовании rand() или классов C++11 вроде mt19937/uniform_int_distribution ваша программа будет выводить разные тесты после компиляции разными компиляторами.

Генератор случайных значений в testlib.h гарантирует, что будет сгенерировано одно и тоже независимо от генератора и платформы. Кроме того, в testlib.h есть разные удобности для генерации тестов, например, rnd.next("[a-z]{1,10}") вернет случайное слово длины от 1 до 10 из букв от a до z.

Что есть у testlib.h?

Чтобы инициализировать testlib-генератор, первая его строка должна иметь вид registerGen(argc, argv, 1); (где 1 — это версия используемого генератора случайных чисел). После этого можно будет пользоваться объектом rnd, который будет проинициализирован хешем от всех аргументов командной строки. Таким образом, результат вывода g 100 и g.exe "100" будет одинаков, а у g 100 0 будет отличаться.

Объект rnd имеет тип random_t, то есть вы можете создать и свой генератор, но обычно это не нужно.

У объекта rnd есть много полезных членов-функций. Вот примеры:

Кроме того, не надо использовать std::random_shuffle, используйте shuffle из testlib. Он так же принимает два итератора, но работает, используя rnd.

Пример: генерация неориентированного дерева

Ниже код генератора неориентированного дерева, который принимает два параметра — количество вершин и степень его вытянутости. Например, при n = 10, t = 1000 наверняка будет сгенерирована цепь, а при n = 10, t =  - 1000 наверняка будет сгенерирована ромашка (звездочка).

registerGen(argc, argv, 1);

int n = atoi(argv[1]);
int t = atoi(argv[2]);

vector<int> p(n);
forn(i, n)
    if (i > 0)
        p[i] = rnd.wnext(i, t);

printf("%d\n", n);
vector<int> perm(n);
forn(i, n)
    perm[i] = i;
shuffle(perm.begin() + 1, perm.end());
vector<pair<int,int> > edges;

for (int i = 1; i < n; i++)
    if (rnd.next(2))
        edges.push_back(make_pair(perm[i], perm[p[i]]));
    else
        edges.push_back(make_pair(perm[p[i]], perm[i]));

shuffle(edges.begin(), edges.end());

for (int i = 0; i + 1 < n; i++)
    printf("%d %d\n", edges[i].first + 1, edges[i].second + 1);