BH-ICPC-Management-System-2023/Michelle

Michelle 的学生会工作

评测地址

1 背景

Michelle 接到了花咲川学生会的协助请求，想要她帮忙写一个程序管理学生的信息。但她还有 Hello, Happy World 新曲的编曲没有完成，实在是没有时间了。你能帮帮她吗？

2 题目目的

本题目为 ICPC Management System 的前置作业，意在确保大家掌握结构体与部分 STL 容器的基本操作。

3 任务描述

在这个任务中，你需要实现一个管理系统，通过控制台输入对学生信息进行维护。

题目保证：

• 输入格式合法
• 在开始统计前只会出现 ADD 操作
• START 操作仅出现一次

具体需要实现以下操作。

添加学生

ADD <name> <gender> <class> <score0> ... <score8>

向系统中添加一名学生。学生有 12 个参数，name、gender、class 与 9 个成绩。

• name为长度不超过 30 的字符串，由数字、大小写字母与下划线组成；
• gender 为一个字母，M 代表男性，F 代表女性；
• class 为 [1,20] 内的一个整数；
• scorei 为课程代号为 i（i = 0, 1, ..., 8）的课程的得分，得分为 [1,100] 内的一个整数。

开始统计后不能再添加学生。若已经开始统计，输出 [Error]Cannot add student now.；若未开始统计但学生名字重复输出 [Error]Add failed.。

本题中，添加失败只有一种情况，即学生名字重复。

开始统计

START

开始进行学生的成绩统计。在开始统计时，榜单应该按照顺序排列。

更新成绩

UPDATE <name> <code> <score>

更新学生 name 课程代号为 code 的分数为 score。保证 score 为 [0,100] 内的整数，code 为 [0,8] 内的整数。

若学生不存在输出 [Error]Update failed.。

刷新榜单

FLUSH

刷新榜单。注意更改学生成绩但未刷新榜单时榜单的排名不会变化（但数据可能变化）。

输出榜单

PRINTLIST 

输出共 N（学生总数）行，每行以

<rank> <name> <gender> <class> <avg_score>

的格式输出，其中 rank 为 1-based，gender 男性输出male，女性输出 female；avg_score 为该学生所有分数的平均值，向下取整。

学生的排名由平均成绩（即 avg_score，注意为向下取整的平均成绩）决定，平均成绩高者靠前；平均成绩相同时从 0 到 8 分别比较成绩，成绩高者靠前；依旧平局时，比较学生名字的字典序，字典序较小者靠前。

查询学生排名

QUERY <name>

若学生存在，以

STUDENT <name> NOW AT RANKING <ranking>

的格式输出学生的排名，1-based。否则，输出 [Error]Query failed.。

退出程序

END

结束程序。

4 数据范围

学生总数为 n ，操作次数为 \mathit{opt} 。

对于 60% 数据， n\le 100 ， \mathit{opt}\le 3\times 10^3 。​​

对于 100% 数据， n\le 10^4 ， \mathit{opt}\le 3\times 10^5 ​。​

5 提示

在这道题目中，你应该使用一个 struct 去保存所有学生的信息，并使用一个 string 到该结构体的 map 来维护学生的信息；同时，你需要使用 set 维护一个排行榜，排序标准为学生的成绩。

map 与 set 的相关接口可以在 cppreference 上学习。

本目录下的 data 文件夹即 Online Judge 上的测试数据点。

在 START 之后，各个指令出现的频率大致如下：

• UPDATE 45%
• QUERY 45%
• ADD 5%
• FLUSH 4.9%
• PRINTLIST 0.1%

如果你遇到 Time Limit Exceed 的问题，可以考虑以下几种优化方法。

语言相关优化

• 将 map 换成 unordered_map。这两个容器在接口上十分相似，且均实现了映射的功能，但 unordered_map 的性能较好。（相应的，unordered_map 牺牲了容器内元素的有序性。）

#include <string>
#include <unordered_map> // 需要头文件哦

/**
 * 下面这个 nameMap 维护了从 string 到 long long 的映射
 * 
 * 需要注意的是，如果是 map ，那么用迭代器遍历这个容器是
 * 按照 key 类型 (本例中即为 string) 从小到大地遍历每个元素。
 * 
 * 如果是 unordered_map ，其不具有这种有序性，仅仅保证能遍历全部元素。。
*/
std::unordered_map <std::string,long long> nameMap;

• 对于非内置类型 (特别是 STL 的容器)，避免使用函数的值传递，改成 const & 传递。

#include <string>

/**
 * 以下面这个函数为例。
 * 
 * 对于 vector/string/set/map 等非内置类型 (包括你自己的结构体)，
 * 在传递参数的时候，尽可能使用引用来传递参数 (即在类型后面添加 & 符号)。
 * 
 * 如果不需要在函数内修改这个参数，那么请在类型前面添加一个 const。
 * 例如下面这个函数便用的是 const std::string & 来传递参数。
 * 
 * 对于 bool/char/int/long long 这些基本类型，则不需要用引用
 * 传递参数，只需要正常的值传递参数即可，如下面这个函数。
 * 
 * 如果你感兴趣的话，可以自行查阅引用传参和值传参的不同之处。
 * 以上仅仅是一种非常粗糙但管用的分类方法。
*/
void func0(const std::string & str,int x);

// 尽量不要这么写，除非你清楚你在做什么
void func1(std::string str,const int & x);

• 你是否在输出的时候使用 std::endl 来换行？如果仅仅是为了输出换行，请把 std::endl 换成字符 \n 。参考解释。

#include <iostream>

/**
 * 这个函数会输出:
 * 
 * Hello World!
 * 42
 * 
 * 事实上，std::endl 经常被误用于仅仅需要换行的地方，
 * 网上大量的资料，甚至教科书都会错误的使用 std::endl ！
 * 
 * std::endl 除了换行，还会导致 std::ostream 的输出缓冲区被刷新 (flush) ，
 * 频繁使用带来的后果就是糟糕缓冲性能 (几乎相当于没有缓冲，甚至可能更糟)。
 * 
 * 一个例外是如果你的程序在 debug 阶段，随时可能出现异常，
 * 那么 std::endl 可以保证你的程序的输出可以实时地输出，而不会因为异常导致未输出完。
 * 
*/
void printTest() {
    int x = 42;
    std::cout << "Hello World!\n";
    std::cout << x << '\n';
}

• 对于 STL 的容器，部分成员函数会返回一些参数，这些参数可能会有用。具体参数以及含义，请以 cppreference 为主。

题目相关优化

• 你是否在 map 和 set 中各保存了一份学生信息？对于冗余信息的大量移动与复制是十分消耗时间的。可以在 set 中只保存少量元素，例如只保存学生名字，或者使用一个数组或者 vector 来存放学生的信息，map 和 set 都只存放学生在 vector 中的位置。

• 你是否每次 QUERY 指令都要从头遍历一遍 set？这个操作的时间复杂度是 O(n) 的，对于占比 45% 的 QUERY 指令来说是一个不可接受的复杂度。可以尝试把这个排名存下来，输出的时候直接去调用。

• 对于 FLUSH 指令，你是否在执行时将 set 清空并全部重新插入？你可以试试在 UPDATE 时就维护正确的排名。注意，当 set 中的元素值变化后，其在容器中的位置 不会 及时更新；你可以先按照这个元素旧的值 erase ，然后把更新后的元素值重新 insert 。