Xsbl模拟赛相关

在10/23推出，其实只是作为验题人，由Fop_zz提供题目。从题目来讲，相比我以前出的正常多了，不过平均分还是偏低不少，在120~130。

但是，考虑到版权问题（？），这里不细谈题目，原题分别是CF5D、CSA Server Hacking、CSA Growing Trees，T1和T2都有较大的实现难度。这次文档的样式基本上都是我写的，用了不少模板，但也有很多有趣的事实：

• 在PDF中插入动画（Server Hacking）
• 首次使用Beamer作为题解演示文稿，并同时提供文档版的题解
• 插入大量图片，主要来自原题和Fop_zz手绘图像
• 使用Overleaf在线合作编辑LaTeX文档
• 使用VeraCrypt跨平台加密方案

PDF插入动画

问题

在搬题的时候，我们突然发现，https://csacademy.com/contest/archive/task/server-hacking/上有一个动画。开始我们以为它只是个GIF之类的，但是稍加观察，就发现它似乎每次的方案都是不同的。于是我们大胆猜想：应该是用js随机解然后绘制的。这很正常，毕竟CSA的样例解释都很神奇，它提供的三个在线工具用于画图、画坐标系和对比两个文件，不仅使用方便，而且能嵌入到题面中。我们都很想把这么有趣的内容放到题面里。

尝试

一开始，我认为可以把HTML转为PDF，但似乎没有解决方案。而且，我也没办法把那个动画扒下来，因为没有swwind的帮助。Fop_zz提出了备用方案：让动画多跑几次，截成GIF放进PDF，或者甚至直接放在目录下。我也很想就此罢休，但是终究不甘心。

发现移植的难度不低于重写的难度，那就去重写吧。查阅资料发现，现在的PDF都是支持js的，所以理论上是支持动画的。不过对于PDF阅读器的限制很大，常见的只有Adobe Reader和Foxit可以，浏览器之类的根本不可能。在这篇文章中，先介绍了插入GIF的方法，看起来很简单，只要用animate宏包，再把GIF拆成一帧帧的就可以了。这样把GIF丢进PDF容易实现，但是显然空间会极大地浪费。

接着，文章也就此指出更高级的使用，用LaTeX的绘图工具来绘图，类似存矢量图。这听起来很不错，然而我根本不会任何绘图方式，更重要的是，这个命令并没有提供完整的语言接口。也就是说，随机是不可能的，它只能顺序播放。

理论方案

我还是不甘心，找到了更高级的文档，也就是animate宏包的文档。首先它指出是Flash的替代品，所以现在的PDF也是可以嵌入Flash的，不过怎么能用垃圾Flash呢？这个插件的缺点是浪费空间。

文档中有一个前面没有提到的选项——时间线(timeline)文件，这个文件每行有4个字段，最吸引我的是最后一列，是js代码。这意味着利用时间线文件直接插入js代码是可能的。当然理论上用Acrobat也可以，但显然没有正版，而且会很复杂，说不定和LaTeX不容易兼容。

那么具体怎么实现方块的移动呢？虽然可以放js，但毕竟不是HTML，你又没有对象可以操作。我想到了一种简单的替代方案：把所有可能的图都保存，然后构建一个有向图转移状态，并循环播放。同一阶段的状态，直接等概率随机选择一个。这样理论上就可以实现要求的功能了。

原型

实现显然更加耗费时间。由于工程量比较大，按照我的习惯，得先试一下原型来确定可行性。这很简单，我直接在动画里随便截了两个状态。不过问题很快暴露：这样截取的位置和大小不完全相同，导致播放时“背景”也移动了，这是后期需要解决的问题。

时间线的前三个字段，容易发现前两个空着，第三个直接填上标号就行了，这里不是重点。对于我这种js基本不熟悉的人，要写嵌入式的js基本不可能，所以我们需要另一个API文档。

为了能在时间线中访问动画，需要在插入处指定label，比如我日常用test，然后用anim['test']或anim.test来访问接口。最重要的一个属性就是frameNum，可以直接指定跳转到时间线中的位置（也就是行数，不一定要与实际的帧对应）。至于随机，只能用Math.random()，和垃圾VB一样，也是返回$[0,1)$之间的随机数。咨询swwind后得知，js并不区分浮点数和整数，所以用分数区分就好了，例如有3个状态就用$0\dots \frac13,\frac13 \dots \frac23,\frac23 \dots 1$。

然而事情并没有那么简单。修改frameNum后动画会立即切换，没有任何停顿，也就是原来设定的帧率直接作废。这不麻烦，我们for(i=1;i<=1e5;i++);延时一下不就好了吗？可惜它是单线程的，这么做循环长了Reader直接卡住，短了切换的时间极不稳定。那么就用sleep吧，然而swwind说根本没有这样的函数，只能用异步。

可以在浏览器甚至vscode的开发者选项的控制台中做实验，使用setTimeout函数会立即返回，并且在指定时间后会调用回调函数。但把这个直接写到时间线里根本没有用。原来在API文档中指出，嵌入式js与普通环境下不同。要用app.setTimeOut！要知道C家族的语言都是大小写敏感的。而且这个API传入的也不是一个回调函数，而是一个表达式！不过其实这种写法在animate宏包的文档中也提到过，只是我没仔细看……

这样基本上就完成了，但还有一个令人崩溃的问题：动画播放一段时间之后会随机停止，而且还和设置的超时时间反相关。我没有找到任何解决方案，只好决定把原先的1fps改成2fps，这样通常能播放十多帧。

批处理

接下来比较复杂的问题就是截图了，经过统计共有25帧。这些帧中边框的位置必须完全一致，才能看起来比较正常。我的方法是先全屏截图，顺便编一下号，然后用ImageMagick裁剪，可能ffmpeg也可以。至于裁剪的坐标，打开画图并放大，可以在状态栏中看到。而且根据我的经验，坐标最好是4的倍数。

这样基本就完成了，这里再放上时间线文件。

timeline.txt

::0:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=1",500);}
::1:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?2:Math.random()>1/3?3:4",500);}
::2:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?5:Math.random()>1/3?6:7",500);}
::3:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?6:Math.random()>1/3?7:8",500);}
::4:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?7:8",500);}
::5:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?9:10",500);}
::6:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?9:Math.random()>1/3?10:11",500);}
::7:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?10:Math.random()>1/3?11:12",500);}
::8:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?11:12",500);}
::9:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=13",500);}
::10:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?13:14",500);}
::11:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?13:Math.random()>1/3?14:15",500);}
::12:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?14:15",500);}
::13:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=16",500);}
::14:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?16:17",500);}
::15:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?16:17",500);}
::16:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?18:Math.random()>1/3?19:20",500);}
::17:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?19:20",500);}
::18:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?21:Math.random()>1/3?22:23",500);}
::19:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>2/3?22:Math.random()>1/3?23:24",500);}
::20:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=Math.random()>1/2?23:24",500);}
::21:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=0",500);}
::22:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=0",500);}
::23:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=0",500);}
::24:{app.setTimeOut("anim['test'].frameNum=0",500);}

Beamer

以前一直觉得写Beamer很麻烦，但其实还行。建议的步骤是先写完文档，然后适当手动分页就可以改成幻灯片了。下面是一个简单的模板。

\documentclass{beamer}

\usepackage{ctex}

\mode<presentation>{
% list of themes
%\usetheme{default}
%\usetheme{AnnArbor}
%\usetheme{Antibes}
%\usetheme{Bergen}
%\usetheme{Berkeley}
%\usetheme{Berlin}
%\usetheme{Boadilla}
%\usetheme{CambridgeUS}
%\usetheme{Copenhagen}
%\usetheme{Darmstadt}
%\usetheme{Dresden}
\usetheme{Frankfurt}
%\usetheme{Goettingen}
%\usetheme{Hannover}
%\usetheme{Ilmenau}
%\usetheme{JuanLesPins}
%\usetheme{Luebeck}
%\usetheme{Madrid}
%\usetheme{Malmoe}
%\usetheme{Marburg}
%\usetheme{Montpellier}
%\usetheme{PaloAlto}
%\usetheme{Pittsburgh}
%\usetheme{Rochester}
%\usetheme{Singapore}
%\usetheme{Szeged}
%\usetheme{Warsaw}

% list of colors
%\usecolortheme{albatross}
%\usecolortheme{beaver}
%\usecolortheme{beetle}
%\usecolortheme{crane}
%\usecolortheme{dolphin}
%\usecolortheme{dove}
%\usecolortheme{fly}
%\usecolortheme{lily}
%\usecolortheme{orchid}
%\usecolortheme{rose}
%\usecolortheme{seagull}
%\usecolortheme{seahorse}
%\usecolortheme{whale}
\usecolortheme{wolverine}
}
\title{Test}
\author{zhzh2001}
\date{}

\begin{document}
\frame{\maketitle}
\section{A}
\begin{frame}
\frametitle{Overview}
A is a simple problem... \\~\\
A new paragraph...
\end{frame}
% ...
\end{document}

可以修改beamer的主题和主题色，专门有网站可以预览，也可以自己一个一个编译尝试。frame表示页，既有命令形式，用于写少量内容；又有环境形式，一般用环境。

beamer中的段落间是没有空隙的，所以一般在段间写上\\~\\，相当于一个空段。另外，根据我的个人偏好，认为主题的section或subsection的标题太小，所以就不用，而是直接在每页里手动加上对应的节标题作为页标题。这感觉不太优美，但暂时没有好的方法。

也有一些第三方主题，我没有试过。

Overleaf的使用

我们知道，一般用的LaTeX发行版是TeX Live或MikTeX(主要是Windows)，前者我一般下载完整镜像安装，或者装软件包；后者则只安装核心，宏包在需要时在线下载安装。因此TeX Live是很费空间的，MikTeX好一些，但很多时候需要Internet。这两种发行版在固定的地方安装一下还能接受，但部署不方便，不适合移动。即使有portable，但也不方便（其实是我没装好过）。

于是就有了在线编辑平台，Overleaf就是比较流行的。除了无需配置环境，Overleaf免费版还支持与1个人合作，以及24小时内的版本控制。其实我最早用的是ShareLaTeX，只是现在被Overleaf收购了，被包装成Overleaf v2。

Overleaf用起来很方便，一般只要把本地的源文件直接复制上去，再上传相关文件，就能编译通过了。Overleaf用的应该是*nix，所以会比MikTeX编译的文件大不少。

VeraCrypt

为了在学校编辑足够的安全性，我考虑使用加密工具，Windows自带的功能并不靠谱。一开始我用的是不知哪里看来的Cryptomator，创建一个加密的磁盘并挂载，界面极其简洁。问题是它好像是通过网络磁盘的形式提供的，CCR好像稍微一来就会TLE，可能是性能太差了。而且只有AUR提供。

然后我机智地想到了用VHD+Bitlocker，在学校玩了一周，挺好用的，只是没有锁定功能，非得用命令解决。然而拿到家里我就傻眼了，因为Linux下怎么查看？貌似有支持Bitlocker读写的东西，但再加上VHD，还是太麻烦了，也不是原生的。

于是我决定找一个原生的跨平台加密方案，找到了VeraCrypt。VeraCrypt的前身是TrueCrypt，已经停止支持。而VeraCrypt有活跃更新，而且无需AUR，也不存在任何性能问题。只是建议的密钥长度大于20位，我不得不改huami.py，Windows版是支持32位完整密钥的。它还支持密钥文件之类的奇怪操作，我也不想试。