# BitOJ 自定义验证程序完整指南

## 概述

BitOJ系统支持4种判题方式：

1. **字符串精确比较** - 逐字符对比输出
2. **字符串容错比较** - 允许格式错误(PE)，主要比较数字内容
3. **文件MD5校验** - 比较文件大小和MD5值
4. **自定义验证程序** - 编写专门的验证逻辑

本文档重点介绍第4种方式：自定义验证程序的编写和使用。

## 自定义验证程序原理

### 工作流程
1. 系统执行用户提交的代码
2. 将输入、期望输出、实际输出传递给验证程序
3. 验证程序分析这些文件并返回判题结果
4. 系统根据返回结果确定最终评分

### 参数说明
验证程序接收以下参数：
- `argv[1]`: 标准输入文件路径
- `argv[2]`: 期望输出文件路径  
- `argv[3]`: 用户程序输出文件路径

### 返回值
验证程序必须输出以下结果之一：
- `AC` - Accepted（答案正确）
- `PE` - Presentation Error（格式错误）
- `WA` - Wrong Answer（答案错误）

## 实际示例

### 1. 浮点数误差比较 (C++)

**适用场景**: 计算几何、数值计算等需要浮点数比较的题目

```cpp
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cmath>
using namespace std;

const double EPS = 1e-9;

int main(int argc, char* argv[]) {
    ifstream expected(argv[2]);  // 标准答案
    ifstream result(argv[3]);    // 用户输出
    
    double exp_val, res_val;
    if (!(expected >> exp_val) || !(result >> res_val)) {
        cout << "WA" << endl;
        return 0;
    }
    
    if (fabs(exp_val - res_val) <= EPS) {
        cout << "AC" << endl;
    } else {
        cout << "WA" << endl;
    }
    
    return 0;
}
```

### 2. 多解答案验证 (Python)

**适用场景**: 排序题、图论路径题等有多种正确答案的题目

```python
#!/usr/bin/env python
import sys

def main():
    try:
        with open(sys.argv[2], 'r') as f:
            expected = f.read().strip()
        with open(sys.argv[3], 'r') as f:
            result = f.read().strip()
        
        # 解析数字并排序比较
        expected_nums = sorted(map(int, expected.split()))
        result_nums = sorted(map(int, result.split()))
        
        if expected_nums == result_nums:
            print("AC")
        else:
            print("WA")
    except:
        print("WA")

if __name__ == "__main__":
    main()
```

### 3. 输出格式验证 (Java)

**适用场景**: 需要严格输出格式的竞赛题目

```java
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.regex.Pattern;

public class StringFormatValidator {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner result = new Scanner(new File(args[2]));
            
            int lineNum = 1;
            while (result.hasNextLine()) {
                String line = result.nextLine().trim();
                
                // 检查格式：Case #X: Y
                Pattern pattern = Pattern.compile("^Case #" + lineNum + ": \\d+$");
                if (!pattern.matcher(line).matches()) {
                    System.out.println("PE");
                    return;
                }
                lineNum++;
            }
            
            System.out.println("AC");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("WA");
        }
    }
}
```

## 在BitOJ中配置自定义验证程序

### 代码配置示例

```python
from judgescript import ExternalJudge

# 创建自定义验证程序
validator = ExternalJudge(
    problemid='P1001',           # 题目ID
    vlang='gcc-3.3',            # 验证程序语言
    vcode=validator_code         # 验证程序源代码
)

# 在测试过程中调用
result = validator.judge(
    sid='S123',                  # 提交ID
    tid='T001',                  # 测试用例ID
    tin='/path/to/input.txt',    # 输入文件
    tout='/path/to/output.txt',  # 期望输出
    result='/path/to/result.txt', # 实际输出
    errfile='/path/to/error.txt' # 错误输出
)
```

### 支持的编程语言

| 语言 | 标识符 | 说明 |
|------|--------|------|
| C | gcc-3.3 | 适合高性能验证 |
| C++ | g++-3.3 | 支持STL容器 |
| Java | java-1.6 | 强类型安全 |
| Python | python-2.5 | 快速开发 |
| Pascal | fpc-2.2 | 简单逻辑 |

## 最佳实践

### 1. 错误处理
```cpp
// 文件读取失败处理
if (!input_file.is_open()) {
    cout << "WA" << endl;
    return 0;
}

// 数据解析失败处理
try {
    value = stod(line);
} catch (const exception& e) {
    cout << "WA" << endl;
    return 0;
}
```

### 2. 性能优化
- 使用适当的数据结构
- 避免不必要的字符串操作
- 合理设置缓冲区大小
- 注意内存使用限制

### 3. 安全考虑
- 验证输入参数数量
- 处理异常文件路径
- 限制递归深度
- 避免无限循环

### 4. 可维护性
- 添加清晰的注释
- 使用有意义的变量名
- 模块化验证逻辑
- 提供调试输出选项

## 常见应用场景

### 1. 数值计算题
- 浮点数精度比较
- 矩阵运算结果验证
- 统计数值的近似比较

### 2. 图论算法题
- 最短路径验证（允许多条等长路径）
- 最小生成树验证（权重相等即可）
- 图遍历结果验证

### 3. 字符串处理题
- 忽略大小写比较
- 忽略空白字符差异
- 正则表达式匹配

### 4. 组合数学题
- 排列组合结果验证
- 集合操作结果比较
- 数学证明步骤检查

### 5. 交互式题目
- 模拟交互过程
- 验证查询次数限制
- 检查答案正确性

## 调试技巧

### 1. 本地测试
```bash
# 编译验证程序
g++ -o validator validator.cpp

# 准备测试文件
echo "3.14159" > expected.txt
echo "3.14160" > result.txt

# 运行测试
./validator input.txt expected.txt result.txt
```

### 2. 日志输出
```cpp
#ifdef DEBUG
    cerr << "Expected: " << exp_val << ", Got: " << res_val << endl;
    cerr << "Difference: " << fabs(exp_val - res_val) << endl;
#endif
```

### 3. 边界情况测试
- 空输出文件
- 超大数值
- 特殊字符
- 格式错误的输入

## 故障排除

### 常见问题

1. **编译失败**
   - 检查语言版本兼容性
   - 确认头文件引用正确
   - 验证语法错误

2. **运行超时**
   - 优化算法复杂度
   - 减少不必要的计算
   - 检查是否有死循环

3. **内存不足**
   - 减少内存分配
   - 及时释放资源
   - 使用流式处理

4. **判题结果异常**
   - 验证输出格式
   - 检查返回值规范
   - 确认异常处理逻辑

## 总结

自定义验证程序是BitOJ系统最灵活的判题方式，能够处理各种复杂的判题需求。通过合理设计验证逻辑，可以支持：

- 多解答案题目
- 浮点数精度要求
- 特殊输出格式
- 交互式评测
- 复杂的正确性检查

掌握自定义验证程序的编写技巧，能够大大扩展在线评测系统的应用范围，为各种类型的编程竞赛和教学需求提供支持。