08 对数器的认识

在做算法题的过程中，我们往往会碰到一种情况：你从公众号或者某个地方看到一道算法题，于是动手实现了这道题的解法，但是由于没有提供这道题的评测系统，你不知道自己做得对不对。这个时候，也许对数器就能派上用场了。

总结一下对数器的使用条件就是：

1. 有一个想测试的方法A
2. 除了方法A之外，你还能实现一个对于此题绝对正确但是复杂度不好的方法B

在满足以上条件的基础上，实现一个随机样本产生器，让方法A和方法B跑相同的随机样本，看看得到的结果是否一样。如果有一个随机样本使得比对结果不一致，打印样本进行人工干预，对方法进行改正；当样本数量很多时比对测试依然正确，可以确定方法A已经正确。

现在以插入排序为例，假设它是我想要测试的方法A，可以调用Arrays类的sort()方法作为方法B，测试的代码如下：

package com.test;

import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void insertionSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i - 1; j >= 0 && arr[j] > arr[j + 1]; j--) {
                swap(arr, j, j + 1);
            }
        }
    }

    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];
    }

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

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int)(maxSize * Math.random())]; // 长度随机
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int)(maxValue * Math.random()) - (int)(maxValue * Math.random()); // 数值可能为正、负、零
        }
        return arr;
    }

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

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        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 void main(String[] args) {
        int testTime = 500000; // 测试次数500000次
        int maxSize = 100; // 随机数组的长度0～100
        int maxValue = 100; // 值：-100～100
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr1 = copyArray(arr);
            int[] arr2 = copyArray(arr);
            insertionSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;             
                for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                    System.out.print(arr[j] + " ");
                }
                System.out.println();
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Accessed!" : "Error!");
    }
}