深入解析eval()函数与表达式转换问题及优化评测数据构造技巧

总体思路如上，这里有更多细节

1.1 关于eval()函数无法将包含前导0的字符串转换为表达式的问题

#去除前导0
str = re.sub(r'(?, "", str)

1.2 关于如果转换后的表达式是常量且被识别为int时，无法通过替换求值的问题。

#直接特判
if isinstance(expr,int):
    result = expr
else:
    #此处令x=2计算数值进行比较
    result = expr.evalf(subs={x: 2})

1.3 关于管道的使用

#只是举个例子，说明.sh编写应有的样子
cat $InputFileName | while read line
do
    ...
    correctOutput=$(echo "$line" | python diff.py)
    result=$(echo "$myOutPut$space$correctOutput" | python compare.py)
    ...
done

1.4 sympy的简化方法降低了评估速度。不建议使用1.5关于评估数据的构建（以TaskTwo为例）

由于该任务只有幂函数、sin、cos这三个因素，所以作者选择其中的任意一两个，包括三个7模式来生成测试数据，并将几组指标分别设置为0。 1、-1数据（即将[0-9]全部替换为[0-1]）

一些常规规则如下：

regex1 = "[+-][0-9](\\*x(\\*\\*[+-]?[0-9])?)*"
regex2 = "[+-][0-9](\\*sin\\(x\\)(\\*\\*[+-]?[0-9])?)*"
regex6 = "([+-][2-9])\\*sin\\(x\\)(\\*\\*[+-]?[2-9])?\\*cos\\(x\\)(\\*\\*[+-]?[2-9])?"
regex7 = "[+-][0-9]\\*x(\\*\\*[+-]?[0-9])?\\*[0-9]{1,2}\\*sin\\(x\\)(\\*\\*[+-]?[0-9])?"
regex10 = "[+-][0-1]{2,3}(\\*x(\\*\\*[+-]?[0-1])?)+(\\*sin\\(x\\)(\\*\\*[+-]?[0-9])?)+"

由于本次测试的测试数据最多不超过100个字符，因此建议将常数因子设置为个位数。

2.使用Junit

作者：乔盛业

//只是举个例子，Junit的组件还是很多的
import org.junit.Test;
import JUnitTestTools.EnhancedUserTestTools;
import java.io.File;

public class PolyTest {

    @Test
    public void main() throws Exception {
        new EnhancedUserTestTools(Poly.class, 2000).testAll(new File("./test/poly/test1.txt"));
    }
}

3.使用子流程

作者：冯天宇

3.1 关于subprocess的使用

我们可以通过调用 subprocess.Popen() 来运行我们的 java 程序。 Popen()提供stdin、stdout等参数。我们可以轻松地将输入和输出重定向到python中的文件对象，或者子进程。 PIPE，直接使用write()、readlines()等方法输入并获取输出。

让我们看一个例子：

from subprocess import Popen, PIPE

p = Popen(r'echo hahaha', stdout = PIPE, shell = True, text=True)
print(p.stdout.readline())

运行结果为：

hahaha

在本例中，我们将输出重定向到 PIPE，然后通过 PIPE 的 readline() 方法读取输出。 text=True参数可以帮助我们将PIPE的输入输出从字节流转换为str类型，以方便数据处理。

同样，如果输入被重定向到PIPE（stdin=PIPE），那么就可以通过p.stdin.write(str)向程序输入数据

3.2 测试流程

整体测试流程大致分为三个部分：测试用例生成、程序执行、运行结果验证。

在测试用例生成部分，我们使用xeger直接生成大量随机数据；

在执行程序部分，我们通过Popen调用Java程序；

在结果验证部分，我们使用sympy对原始表达式进行微分，并将导数结果与程序进行比较。

总体程序框架如下：

import ...
from ... import ...

caseSize = 100
cases = case_gen(caseSize, ...)#input list
p = Popen(r'java -classpath  ',
          stdin = PIPE, stdout = PIPE, shell = True, text=True)
for case in cases:
    p.stdin.write(case)
out = p.stdout.readlines()#output list
ans = calcAns(cases)#answer list
for i in range(caseSize):
    if (!equal(out[i],ans[i])):
        print("")