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@conao3(Naoya Yamashita)

Emacsで競技プログラミング | ojのラッパーパッケージを書いた話

Last updated at Posted at 2020-05-23

Intro

競技プログラミングコミュニティが年々大きくなっています。日本ではAOJやAtCoder、世界ではTopCoderやCodeforcesなどのオンラインジャッジが人気です。

オンラインジャッジはコンパイル、実行を行い、あらかじめ用意されているテストケースをパスするかどうか確認してくれます。

プログラミング初心者のプログラミング導入にも最適ですし、プログラマの力試し/筋力向上としても、とても良い教材です。

ただ、サンプルケースをダウンロードしたり、解答をいい感じに管理したりと定型作業も多いです。

ojとoj-templateというツールで、その定型作業を自動化できます。そのojをEmacsと連携させた oj.el というパッケージを紹介します。

0211d0a3-1e4b-431a-a898-00571c8a16e4.gif

なお、このojは私が作ったパッケージなので、技術的な話は「oj.el - Conao3 note」に書いてあります。

Install

レポジトリはこちら

(leaf oj
  :doc "Competitive programming tools client for AtCoder, Codeforces"
  :req "emacs-26.1" "quickrun-2.2"
  :tag "convenience" "emacs>=26.1"
  :url "https://github.com/conao3/oj.el"
  :emacs>= 26.1
  :ensure t
  :custom ((oj-compiler-c . "clang")
           (oj-compiler-python . "cpython")
           (oj-default-online-judge . 'atcoder)))

Usage

oj-install-package

このパッケージはoj, oj-template, seleniumに依存しています。

これらのソフトは M-x oj-install-packages でインストールできます。

(defun oj-install-packages ()
  "Install `oj', `oj-template', `selenium' pip package via `pip3'."
  (interactive)
  (unless (yes-or-no-p "Install `oj', `oj-template', `selenium' via pip3?")
    (error "Abort install"))
  (dolist (elm '(("oj" . "online-judge-tools")
                 ("oj-template" . "online-judge-template-generator")
                 ("selenium" . "selenium")))
    (unless (executable-find (car elm))
      (unless (executable-find "python3")
        (error "Missing `python3'.  Please ensure Emacs's PATH and the installing"))
      (unless (executable-find "pip3")
        (error "Missing `pip3'.  Please ensure Emacs's PATH and the installing"))
      (oj--exec-script (format "pip3 install %s" (cdr elm))))))

もしこの関数によってインストールしたくない場合は、ターミナルで次のコマンドでインストールします。

pip3 install online-judge-tools
pip3 install online-judge-template-generator
pip3 install selenium

さらにEmacsの PATH が適切に設定されていることを確認してください。M-! which oj が oj へのパスを返せば、Emacsからojを利用できます。出力がない場合は、Q&Aを参照するか、exec-path-from-shellを導入することを検討して下さい。

oj-prepare

M-x oj-prepare はこのパッケージを使うためのファーストステップです。

このコマンドは次のようなフォーマットを受理します。

Edit your code

oj-home-dir にファイルが生成されるので、ファイルを開いて編集して下さい。

$ tree codeforces/
codeforces/
└── 1349
    ├── A
    │   ├── a.out
    │   ├── geckodriver.log
    │   ├── generate.py
    │   ├── main.cpp
    │   ├── main.py
    │   └── test
    │       ├── sample-1.in
    │       ├── sample-1.out
    │       ├── sample-2.in
    │       ├── sample-2.out
    │       ├── sample-3.in
    │       └── sample-3.out
    ...
    └── F2
        ├── generate.py
        ├── main.cpp
        ├── main.py
        └── test
            ├── sample-1.in
            ├── sample-1.out
            ├── sample-2.in
            ├── sample-2.out
            ├── sample-3.in
            └── sample-3.out

$ cat codeforces/1349/A/main.cpp
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

#define ll long long
#define ld long double
#define v vector

#define rep(i, n)      for (int i = 0; i < (int)(n); ++i)
#define rep3(i, m, n)  for (int i = (m); i < (int)(n); ++i)
#define rrep(i, n)     for (int i = (int)(n)-1; i >= 0; --i)
#define rrep3(i, m, n) for (int i = (int)(n)-1; i >= (m); --i)
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define rall(x) x.end(x), x.begin()

#define endl '\n'


ll gcd(ll a, ll b) { return b ? gcd(b, a % b) : a; }

ll solve(int ebd, const vector<ll> & zdf) {
    // TODO: edit here
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

    int ebd;
    cin >> ebd;
    vector<ll> zdf(ebd);
    rep (i, ebd) {
        cin >> zdf[i];
    }

    auto ans = solve(ebd, zdf);
    cout << ans << endl;

    return 0;
}

oj-test

M-x oj-test は compile と test を行います。

もしテストケースをパスしたら、 *oj* バッファに次のように出力されます。

[*] 3 cases found
[!] GNU time is not available: time

[*] sample-1
[x] time: 0.001666 sec
[+] AC

[*] sample-2
[x] time: 0.002213 sec
[+] AC

[*] sample-3
[x] time: 0.001923 sec
[+] AC

[x] slowest: 0.002213 sec  (for sample-2)
[+] test success: 3 cases

コンパイルコマンドは自動的に quickrun パッケージの定義から推測されます。quickrun-add-command を使用することで、追加や上書きができます。

oj-submit

オンラインジャッジに提出するには M-x oj-submit を実行します。(初回にはオンラインジャッジごとに M-x oj-login が必要です)

Customize

Variables

  • oj-shell-program: *oj* バッファで使われるシェル (default shell-file-name (bash or some customized shell))
  • oj-home-dir: ファイルが生成されるパス (default "~/.emacs.d/oj/")
  • oj-default-online-judge: 規定のオンラインジャッジ (default 'codeforces)

  • oj-compiler-c: C/C++の提出で使われるコンパイラ (default gcc)

    Clangをローカルで使いたい場合は次のスニペットをinit.elに追加します。

    (quickrun-set-default "c" "c/clang")
(quickrun-set-default "c++" "c++/clang++")

  • oj-compiler-python: Pythonの提出で使われるコンパイラ (default cpython)

  • oj-login-args: oj login のオプション引数 (default nil)

    usage: oj login [-h] [-u USERNAME] [-p PASSWORD]
[--check] [--use-browser {always,auto,never}] url

positional arguments:
  url

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -u USERNAME, --username USERNAME
  -p PASSWORD, --password PASSWORD
  --check               check whether you are logged in or not
  --use-browser {always,auto,never}
                        specify whether it uses a GUI web browser
                        to login or not  (default: auto)

  • oj-prepare-args: oj-prepare のオプション引数 (default nil)

    Args for `oj-prepare'.

usage: oj-prepare [-h] [-v] [-c COOKIE] [--config-file CONFIG_FILE] url

positional arguments:
  url

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -v, --verbose
  -c COOKIE, --cookie COOKIE
  --config-file CONFIG_FILE
             default: ~/.config/online-judge-tools/prepare.config.toml

  • oj-test-args: oj test のオプション引数 (default nil)

    Args for `oj-test'. Note that the runtime command (`-c') is detected automatically.

usage: oj test [-h] [-c COMMAND] [-f FORMAT] [-d DIRECTORY] [-m
               {simple,side-by-side}] [-S] [--no-rstrip]
               [--rstrip] [-s] [-e ERROR] [-t TLE] [--mle MLE]
               [-i] [-j N] [--print-memory] [--gnu-time GNU_TIME]
               [--no-ignore-backup] [--ignore-backup] [--json]
               [--judge-command JUDGE] [test [test ...]]

positional arguments:
  test                  paths of test cases. (if empty: globbed from --format)

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -c COMMAND, --command COMMAND
                        your solution to be tested.  (default: "./a.out")
  -f FORMAT, --format FORMAT
                        a format string to recognize the relationship of
                        test cases.  (default: "%s.%e")
  -d DIRECTORY, --directory DIRECTORY
                        a directory name for test cases (default: test/)
  -m {simple,side-by-side}, --display-mode {simple,side-by-side}
                        mode to display an output with the correct answer
                        (default: simple)
  -S, --side-by-side    display an output and the correct answer with
                        side byside mode
                        (equivalent to --display-mode side-by-side)
  --no-rstrip
  --rstrip              rstrip output before compare (default)
  -s, --silent          don't report output and correct answer even if not AC
                        (for --mode all)
  -e ERROR, --error ERROR
                        check as floating point number: correct if its absolute
                        or relative error doesn't exceed it
  -t TLE, --tle TLE     set the time limit (in second) (default: inf)
  --mle MLE             set the memory limit (in megabyte) (default: inf)
  -i, --print-input     print input cases if not AC
  -j N, --jobs N        specifies the number of jobs to run simultaneously
                        (default: no parallelization)
  --print-memory        print the amount of memory which your program used,
                        even if it is small enough
  --gnu-time GNU_TIME   used to measure memory consumption (default: "time")
  --no-ignore-backup
  --ignore-backup       ignore backup files and hidden files
                        (i.e. files like "*~", "\#*\#" and ".*")
                        (default)
  --json
  --judge-command JUDGE
                        specify judge command instead of default diff judge.
                        See https://online-judge-tools.readthedocs.io/en/
                              master/introduction.en.html
                              #test-for-special-forms-of-problem for details

format string for --format:
  %s                    name
  %e                    extension: "in" or "out"
  (both %s and %e are required.)

tips:
  You can do similar things with shell: e.g.
 `for f in test/*.in ; do echo $f ; diff <(./a.out < $f) ${f/.in/.out} ; done`

  • oj-submit-args: oj submit のオプション引数 (default '("-y"))

    Args for `oj-submit'.

usage: oj submit [-h] [-l LANGUAGE] [--no-guess] [-g]
                 [--no-guess-latest] [--guess-cxx-latest]
                 [--guess-cxx-compiler {gcc,clang,all}]
                 [--guess-python-version {2,3,auto,all}]
                 [--guess-python-interpreter {cpython,pypy,all}]
                 [--format-dos2unix] [--format-rstrip] [-G]
                 [--no-open] [--open] [-w SECOND] [-y] [url] file

positional arguments:
  url                   the URL of the problem to submit.
                        if not given, guessed from history of download command.
  file

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -l LANGUAGE, --language LANGUAGE
                        narrow down language choices if ambiguous
  --no-guess
  -g, --guess           guess the language for your file (default)
  --no-guess-latest
  --guess-cxx-latest    use the lasest version for C++ (default)
  --guess-cxx-compiler {gcc,clang,all}
                        use the specified C++ compiler if both of GCC and
                        Clang are available (default: gcc)
  --guess-python-version {2,3,auto,all}
                        default: auto
  --guess-python-interpreter {cpython,pypy,all}
                        use the specified Python interpreter if both of CPython
                        and PyPy are available (default: cpython)
  --format-dos2unix     replace CRLF with LF for given file
  --format-rstrip       remove trailing newlines from given file
  -G, --golf            now equivalent to --format-dos2unix --format-rstrip
  --no-open
  --open                open the result page after submission (default)
  -w SECOND, --wait SECOND
                        sleep before submitting
  -y, --yes             don't confirm

Template file

ojにおいて、自動生成されるソースコードにはテンプレートファイルを使うことができます。

テンプレートをカスタマイズするには、下記の様なファイルを ~/.config/online-judge-tools/template/template-ext.cpp として保存します。

<%!
    import onlinejudge_template.generator.cplusplus as cplusplus
    import onlinejudge_template.generator.about as about
%>\
<%
    data['config']['rep_macro'] = 'rep'
    data['config']['using_namespace_std'] = True
    data['config']['long_long_int'] = 'll'
%>\
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <utility>
#include <tuple>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <deque>
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <bitset>
#include <cctype>

using namespace std;

#define ll long long
#define ld long double
#define v vector

#define rep(i, n)      for (int i = 0; i < (int)(n); ++i)
#define rep3(i, m, n)  for (int i = (m); i < (int)(n); ++i)
#define rrep(i, n)     for (int i = (int)(n)-1; i >= 0; --i)
#define rrep3(i, m, n) for (int i = (int)(n)-1; i >= (m); --i)
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define rall(x) x.end(x), x.begin()

#define endl '\n'
${cplusplus.declare_constants(data)}

ll gcd(ll a, ll b) { return b ? gcd(b, a % b) : a; }

${cplusplus.return_type(data)} solve(${cplusplus.formal_arguments(data)}) {
    // TODO: edit here
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

${cplusplus.read_input(data)}

    auto ${cplusplus.return_value(data)} = solve(${cplusplus.actual_arguments(data)});
${cplusplus.write_output(data)}

    return 0;
}

さらに下記の様なtomlを ~/.config/online-judge-tools/prepare.config.toml として保存します。

[templates]
"main.py" = "main.py"
"main.cpp" = "template-ext.cpp"
"generate.py" = "generate.py"
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