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UVa 1596 Bug Hunt

news 2025/10/25 8:07:55

题目分析

本题要求我们在一个简化的编程语言中检测两种类型的错误：

数组索引越界：访问数组时索引不在 $[0, n - 1]$ 范围内
使用未赋值的元素：在表达式中引用了尚未被赋值的数组元素

输入格式

多组测试数据，每组以 . 结束
整个输入以单独的 . 结束
每行不超过 $80$ 个字符（不包括换行符）
程序不超过 $1000$ 行

输出要求

对于每个程序，输出第一个出现错误的赋值语句的行号（从 $1$ 开始计数），如果没有错误则输出 $0$ 。

解题思路

关键观察

语法保证正确：题目保证输入程序语法正确，数组在使用前都已声明
执行顺序：程序按行顺序执行，声明语句不会触发错误
大小写敏感：数组名区分大小写
大数组处理：数组长度可能达到 $2^{31}-1$ ，不能预先初始化所有元素

算法设计

我们采用以下数据结构：

arraySize：记录每个数组的大小
assigned：记录数组元素是否被赋值过
arrayValues：存储数组元素的实际值

核心算法步骤：

读取程序：将每个数据集读入字符串数组
处理声明语句：记录数组大小，但不预先初始化元素（避免大数组问题）
处理赋值语句：
- 解析左值数组和索引表达式
- 计算右值表达式
- 在计算过程中检查索引越界和未赋值错误
惰性检查：只有在访问元素时才检查其状态

表达式求值

表达式可能是：

数字：直接转换为整数
数组访问：递归计算索引，然后检查边界和赋值状态

代码实现

// Bug Hunt
// UVa ID: 1596
// Verdict: Accepted
// Submission Date: 2025-10-24
// UVa Run Time: 0.000s
//
// 版权所有（C）2025，邱秋。metaphysis # yeah dot net#include <bits/stdc++.h>using namespace std;// 存储数组名到大小的映射
map<string, int> arraySize;
// 存储数组元素的实际值
map<pair<string, int>, int> arrayValues;
// 记录数组元素是否被赋值过
map<pair<string, int>, bool> assigned;// 表达式求值函数
// 参数：expr - 表达式字符串，currentLine - 当前行号，bugLine - 引用参数，用于记录错误行号
// 返回值：表达式的值，如果出错返回 -1
int evaluateExpression(const string& expr, int currentLine, int& bugLine) {// 如果是数字，直接转换为整数if (isdigit(expr[0])) {return stoi(expr);}// 数组访问表达式：name[inner_expr]size_t bracketPos = expr.find('[');string arrayName = expr.substr(0, bracketPos);string innerExpr = expr.substr(bracketPos + 1, expr.size() - bracketPos - 2);// 递归计算内部表达式（索引）int index = evaluateExpression(innerExpr, currentLine, bugLine);if (bugLine != 0) return -1; // 如果内部表达式已出错，直接返回// 检查索引是否越界if (index < 0 || index >= arraySize[arrayName]) {bugLine = currentLine;return -1;}// 检查该元素是否被赋值过（惰性检查）if (assigned.find({arrayName, index}) == assigned.end() || !assigned[{arrayName, index}]) {bugLine = currentLine;return -1;}// 返回数组元素的实际值return arrayValues[{arrayName, index}];
}int main() {string line;// 读取多组测试数据，直到遇到单独的 "." while (getline(cin, line) && line != ".") {vector<string> programLines;programLines.push_back(line);// 读取一个完整程序，直到遇到 "."while (getline(cin, line) && line != ".") {programLines.push_back(line);}// 清空数据结构，为新程序做准备arraySize.clear();arrayValues.clear();assigned.clear();int bugLine = 0; // 记录第一个错误的行号// 逐行处理程序for (int lineNum = 0; lineNum < programLines.size(); lineNum++) {const string& statement = programLines[lineNum];size_t equalPos = statement.find('=');if (equalPos == string::npos) {// 声明语句：array_name[size]size_t bracketPos = statement.find('[');string arrayName = statement.substr(0, bracketPos);string sizeStr = statement.substr(bracketPos + 1, statement.size() - bracketPos - 2);int size = stoi(sizeStr);arraySize[arrayName] = size;// 注意：不预先初始化元素，避免大数组问题} else {// 赋值语句：left = rightstring leftPart = statement.substr(0, equalPos);string rightPart = statement.substr(equalPos + 1);// 解析左值：array_name[index_expr]size_t bracketPos = leftPart.find('[');string leftArrayName = leftPart.substr(0, bracketPos);string leftIndexExpr = leftPart.substr(bracketPos + 1, leftPart.size() - bracketPos - 2);// 计算左值索引int leftIndex = evaluateExpression(leftIndexExpr, lineNum + 1, bugLine);if (bugLine != 0) break; // 如果计算过程出错，终止处理// 检查左值索引是否越界if (leftIndex < 0 || leftIndex >= arraySize[leftArrayName]) {bugLine = lineNum + 1;break;}// 计算右值表达式int rightValue = evaluateExpression(rightPart, lineNum + 1, bugLine);if (bugLine != 0) break; // 如果计算过程出错，终止处理// 执行赋值：标记元素已赋值并存储值assigned[{leftArrayName, leftIndex}] = true;arrayValues[{leftArrayName, leftIndex}] = rightValue;}// 如果已发现错误，提前终止if (bugLine != 0) break;}// 输出结果cout << bugLine << endl;}return 0;
}