为什么 tee 在命名 fifo 中会有所不同？

Question

所以cpp代码试图使用一些随机数和BSGS算法来解决codeforces上的问题。

我在调试这个问题时遇到了问题，因为它通过 STDIN 和 STDOUT 与另一个程序通信。我尝试使用命名管道：

准备工作： 首先将下面的python判断器代码保存到

gen.py

中。 然后将下面的cpp代码编译成

g2.exe

。 然后通过

makefifo g2in; makefifo g2out;

在工作目录中创建2个名为fifo的文件。

打开 2 个终端并在每个终端中执行 cmd：

./g2 < g2in > g2out

和

./gen.py < g2out > g2in

，两个终端都永远挂起并且根本没有任何进展。

但是如果我在其中一个命令中执行 T 恤，情况就会有所不同：

./g2 < g2in | tee g2out

和

./gen.py < g2out > g2in

。程序按预期进行和退出，判断者可以判断程序的行为是否正确。

我试图把痕迹记下来：

左边是有T恤的，右边是没有T恤的。我想知道这里发生了什么以及是什么造成了不同？

这是Python判断器代码：

#!/usr/bin/env python
import sys
import random
import subprocess


def main():
    n = random.randint(1, 1e6)
    sys.stderr.write(f"begin with {n=}\n")
    v = [x + 1 for x in range(n)]
    random.shuffle(v)
    idx = 0
    opt = 0
    print(f"{v[idx]}")
    sys.stdout.flush()
    while True:
        #sys.stdin.flush()
        #line = process.stdout.readline().strip()
        line = input()
        #sys.stderr.write(f"read {line}\n")
        if not line:
            break
        if line[0] == '!':
            exp = int(line[1:])
            if exp == n:
                sys.stderr.write(f"get right ans {exp=}\n")
                return 0
            else:
                raise Exception(f"real {n=}, {exp=}\n")
        else:
            op = line[0]
            cnt = int(line[1:])
            sys.stderr.write(f"get a query request at {cnt=}\n")
            if op == '+':
                idx = (idx + cnt) % n
            else:
                assert op == '-', f"{op} not '-'"
                idx = (idx - cnt) % n
            print(f"{v[idx]}")
            sys.stdout.flush()
            sys.stderr.write(f"write and flush ans {v[idx]=} done\n")
        opt += 1
        if opt % 100 == 0:
            sys.stderr.write(f"opt get ${opt}\n")
        if opt >= 1000:
            break

    raise Exception("Too many try")


if __name__ == "__main__":
    main()

这是被接受的正确cpp代码：

#include <assert.h>
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#ifdef __DEBUG__
#include "dbg.h"
#else
#define dbg(...) 42
#endif
template <class T> using mpq = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;

using ll = long long;
using pii = pair<int, int>;
using pll = pair<ll, ll>;
using vl = vector<ll>;
using vi = vector<int>;

mt19937 rng(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());

int get_rdn() { return rng() % int(1e6 + 3); }

int main(int argc, char **argv)
{
    int x, m = 0;
    scanf("%d", &m);
    dbg(m);
    for (int i = 0; i < 300; ++i) {
        int roll = get_rdn();
        printf("+ %d\n", roll), fflush(stdout);
        scanf("%d", &x);
        m = max(m, x);
    }
    dbg(m);
    map<int, int> cnt;
    int offset = 0;
    for (int i = 0; i < 340; ++i) {
        printf("+ 1\n"), fflush(stdout);
        scanf("%d", &x);
        if (cnt.count(x)) {
            printf("! %d\n", offset), fflush(stdout);
            return 0;
        }
        cnt[x] = offset++;
    }
    dbg(offset);
    printf("+ %d\n", m - 340), fflush(stdout);
    scanf("%d", &x);
    offset = 0;
    for (int i = 0; i < 340; ++i) {
        printf("+ 340\n"), fflush(stdout);
        scanf("%d", &x);
        if (cnt.count(x)) {
            dbg(offset + m + 339 - cnt[x]);
            printf("! %d\n", offset + m + 339 - cnt[x]), fflush(stdout);
            return 0;
        }
        offset += 340;
    }
    return 0;
};

我正在使用 WSL2 顺便说一句： Linux Ubuntu-WSL2 4.19.128-microsoft-standard #1 SMP 6 月 23 日星期二 12:58:10 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

Answer 1

订单很重要。当您尝试打开 FIFO 进行读取时，它会阻塞，直到有其他东西打开另一端进行写入（反之亦然）。 Shell 重定向按从左到右的顺序执行。因此，在您的第一个命令

./g2 < g2in > g2out

中，shell 尝试打开

g2in

进行读取，并阻止等待它也被打开进行写入。

g2

计划还没有开始；这是在所有重定向设置完成后发生的。使用第二个命令

./gen.py < g2out > g2in

，首先 shell 尝试打开

g2out

进行读取，这再次阻塞等待某些东西打开管道的另一端。

如果您在方向上保持相同的文件顺序，则通过运行

./g2 < g2in > g2out

和

./gen.py > g2in < g2out

，首先打开

g2in

FIFO 的两端，然后打开

g2out

的两端，并且执行两个程序并可以互相交谈。

./g2 < g2in | tee g2out

之所以有效，是因为 shell 只有一个重定向，即

g2in

，并且当它阻塞等待 FIFO 的写入端打开时，管道的其余部分也在并行执行；

tee

打开

g2out

进行写入，这允许

./gen.py < g2out > g2in

的其余部分运行（在两端打开

g2out

后，打开

g2in

进行写入（允许

g2 < g2in

命令继续进行），然后

./gen.py

被执行）。