对数器

本文介绍了一种使用对数器生成随机样本来验证冒泡排序算法正确性的方法。通过比较自定义冒泡排序算法与Java标准库排序算法的结果,确保算法的准确性。该方法适用于算法笔试题或竞赛题的自我检查。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

        我们写算法类笔试题或者竞赛题时,无法通过几个有限的样本确定写的完全正确。这个时候我们可以用对数器生成足够多的随机样本进行测试,如果都正确,基本可以确定我们写的正确,若出现错误,再分析错在哪里。

对数器

例子
        简单例子,生成随机长度随机值的数组样本,用标准库绝对正确的排序算法测试我们写的冒泡排序算法是否正确。<实际情况不一定生成数组,可能需要生成树,堆等结构>

import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length <= 0) {
            return;
        }
        for (int e = arr.length-1; e >= 1; --e) {
            for (int i=0; i < e; ++i) {
                if (arr[i] > arr[e]) {
                    swap(arr, i, e);
                }
            }
        }
    }

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
    }

    public static void printArray(int[] arr) {
        for(int i=0; i<arr.length; ++i) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i=0; i<arr.length; ++i) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random() - (int) (maxValue * Math.random()));
        }
        return arr;
    }

    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for(int i=0; i<arr1.length; ++i) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        int[] res = new int[arr.length];
        for(int i=0; i<res.length; ++i) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        for (int i=0; i < testTime; ++i) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            bubbleSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                break;
            }
        }

        System.out.println(succeed ? "Nice" : "Bad");
    }
}

[完]

### C++ 中 `log` 函数的用法 在 C++ 中,`log` 是标准库 `<cmath>` 提供的一个数学函数,用于计算自然对数(以 e 为底)。如果需要其他底数的对数,则可以通过换底公式实现。以下是 `log` 的基本语法以及一些常见用途: #### 基本语法 ```cpp #include <cmath> double result = log(double x); ``` 参数 `x` 表示要计算其自然对数的数值,返回值是一个双精度浮点数表示的结果。 需要注意的是,输入值 `x` 必须大于零;否则,调用会引发未定义行为或错误[^4]。 #### 使用示例 下面展示如何使用 `log` 计算不同类型的对数值: ```cpp #include <iostream> #include <cmath> int main() { double value1 = 1.0; double value2 = M_E; // 定义于<cmath>中的e常量 std::cout << "Natural logarithm of " << value1 << " is " << log(value1) << std::endl; std::cout << "Natural logarithm of " << value2 << " is " << log(value2) << std::endl; return 0; } ``` 上述代码片段展示了两个例子:一个是取自变量等于1的情况下的自然对数结果应为0;另一个是对欧拉数 \(e\) 取自然对数得到的结果应该是接近于1[^5]。 对于任意底数 b 的对数可以利用如下关系式转换成基于自然对数的形式: \[ \text{log}_b(x)= \frac{\ln(x)}{\ln(b)} \] 因此,在实际应用中也可以这样写: ```cpp double base = 10.0; double number = 100.0; double result_log_base_b = log(number)/log(base); std::cout << "Logarithm with base " << base << " of " << number << " is approximately " << result_log_base_b << "." << std::endl; ``` 此方法通过除法操作实现了任何正实数作为底数的支持功能[^6]。
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