你好！这是为你准备的完整数据生成器。这份代码集成了标准AC解法和10种针对性测试数据生成策略，能够自动生成符合OJ要求的 1.in/1.out 到 10.in/10.out 文件。

生成器特点

1. 全自动流程：一键编译运行，自动生成所有输入输出文件。
2. 覆盖全面：包含极小值边界、全重复、全不重复、负数、最大数据量、高频重复等多种场景。
3. 标准格式：生成的输入输出完全符合NOIP竞赛及题目描述的格式要求。
4. 高效稳健：使用 $O(N)$ 的核心算法生成答案，数据生成部分使用 $O(N \log N)$ 排序，对于 $N=30000$ 的数据规模瞬间完成。

C++ 数据生成器代码

请保存为 generator.cpp，编译并运行。

/**
 * 题目：删除有序数组中的重复项 II - 数据生成器
 * 功能：生成 1.in/1.out ~ 10.in/10.out
 * 环境：C++14 Standard
 * 作者：OI Gold Medal Coach
 */

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>
#include <ctime>
#include <string>

using namespace std;

// ==========================================
// Part 1: 标准 AC 解法 (Solver)
// ==========================================
// 用于生成 .out 标准答案
class Solver {
public:
    // 返回处理后的数组
    vector<int> solve(int n, vector<int> nums) {
        if (n <= 2) return nums;

        int slow = 2;
        for (int fast = 2; fast < n; ++fast) {
            // 核心逻辑：允许保留的条件是与 slow-2 位置不同
            if (nums[fast] != nums[slow - 2]) {
                nums[slow] = nums[fast];
                slow++;
            }
        }
        
        // 截断数组，只保留有效部分
        nums.resize(slow);
        return nums;
    }
};

// ==========================================
// Part 2: 数据生成工具箱
// ==========================================
mt19937 rng(time(0));

// 生成指定长度、指定数值范围的随机有序数组
vector<int> gen_random_sorted(int n, int min_val, int max_val) {
    vector<int> res(n);
    uniform_int_distribution<int> dist(min_val, max_val);
    for(int i = 0; i < n; ++i) {
        res[i] = dist(rng);
    }
    // 题目要求输入必须是有序的
    sort(res.begin(), res.end());
    return res;
}

// 生成全重复数组
vector<int> gen_all_same(int n, int val) {
    return vector<int>(n, val);
}

// 生成全不重复数组 (连续序列)
vector<int> gen_unique_seq(int n, int start_val) {
    vector<int> res(n);
    for(int i = 0; i < n; ++i) res[i] = start_val + i;
    return res;
}

// 生成特定模式：每个数重复 k 次 (e.g., 1,1,1, 2,2,2...)
vector<int> gen_pattern_k_reps(int n, int k) {
    vector<int> res;
    int val = -1000; // 起始值
    while (res.size() < n) {
        for (int j = 0; j < k && res.size() < n; ++j) {
            res.push_back(val);
        }
        val++;
    }
    return res;
}

// 生成高密度重复数据 (只有很少的 unique values)
vector<int> gen_dense_reps(int n, int unique_count) {
    vector<int> res(n);
    uniform_int_distribution<int> dist(0, unique_count - 1);
    for(int i=0; i<n; ++i) {
        res[i] = dist(rng); // 数值范围很小，必然大量重复
    }
    sort(res.begin(), res.end());
    return res;
}

// ==========================================
// Part 3: 主程序
// ==========================================
int main() {
    Solver solver;
    cout << "Generating data..." << endl;

    for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
        string in_file_name = to_string(i) + ".in";
        string out_file_name = to_string(i) + ".out";
        
        ofstream fin(in_file_name);
        ofstream fout(out_file_name);
        
        int N;
        vector<int> input_nums;
        string desc;

        // ---- 针对不同测试点设计数据 ----
        switch(i) {
            case 1: 
                // 极小边界：N=1
                N = 1;
                input_nums = {10};
                desc = "Min N=1";
                break;
            case 2: 
                // 极小边界：N=2 (无需删除)
                N = 2;
                input_nums = {10, 10};
                desc = "Min N=2";
                break;
            case 3: 
                // 极小边界：N=3 (需要删除)
                N = 3;
                input_nums = {5, 5, 5};
                desc = "Min N=3 All Same";
                break;
            case 4: 
                // 特例：全不重复
                N = 100;
                input_nums = gen_unique_seq(N, -50);
                desc = "All Unique";
                break;
            case 5: 
                // 特例：全重复 (由于 N 较大，删除量大)
                N = 100;
                input_nums = gen_all_same(N, 7);
                desc = "All Same Large";
                break;
            case 6: 
                // 特例：每个数重复 3 次 (测试边界条件 >2)
                N = 1000;
                input_nums = gen_pattern_k_reps(N, 3);
                desc = "Pattern: 3 Reps each";
                break;
            case 7: 
                // 正常随机：含负数
                N = 2000;
                input_nums = gen_random_sorted(N, -2000, 2000);
                desc = "Random with Negatives";
                break;
            case 8: 
                // 大数据：最大 N，稀疏重复 (值域大)
                N = 30000;
                input_nums = gen_random_sorted(N, -10000, 10000);
                desc = "Max N, Sparse";
                break;
            case 9: 
                // 大数据：最大 N，高频重复 (值域极小)
                // 只有 10 种不同的数，分布在 30000 个位置上
                N = 30000;
                input_nums = gen_dense_reps(N, 10);
                desc = "Max N, Very Dense";
                break;
            case 10:
                // 大数据：随机混合
                N = 30000;
                input_nums = gen_random_sorted(N, -5000, 5000);
                desc = "Max N, General Random";
                break;
        }

        // ---- 写入 .in 文件 ----
        // 格式：
        // N
        // num1 num2 ... numN
        fin << N << endl;
        for (int k = 0; k < N; ++k) {
            fin << input_nums[k] << (k == N - 1 ? "" : " ");
        }
        fin << endl; // 保持文件末尾换行习惯

        // ---- 计算并写入 .out 文件 ----
        vector<int> result = solver.solve(N, input_nums);
        
        // 格式：
        // len
        // res1 res2 ... resLen
        fout << result.size() << endl;
        for (size_t k = 0; k < result.size(); ++k) {
            fout << result[k] << (k == result.size() - 1 ? "" : " ");
        }
        fout << endl;

        // ---- 关闭文件 ----
        fin.close();
        fout.close();

        cout << "Generated Case " << i << ": " << desc << " [N=" << N << "]" << endl;
    }

    cout << "\nAll 10 test cases generated successfully!" << endl;
    return 0;
}

使用说明

1. 运行环境：任何支持 C++11 及以上的编译器（g++, clang++, Visual Studio 等）。
2. 生成结果：运行后当前目录下会出现 1.in ~ 10.in 和 1.out ~ 10.out。
3. OJ配置建议：
   • 时间限制：1000ms (C++ 对于 $N=30000$ 的处理是微秒级的，时间极度宽裕)。
   • 内存限制：128MB。
   • 判题模式：这是 Special Judge 类型的题目（因为通常 OJ 比较的是文本），但由于题目要求有序且稳定保留前两个，所以结果是唯一确定的。你可以直接使用标准的文本比对（Ignore trailing spaces/newlines）进行判题，不需要写额外的 SPJ。

测试点覆盖详情

• 测试点 1-3: 考察 $N=1, 2, 3$ 的极小值处理，防止数组越界。
• 测试点 4: 全不重复，验证算法是否会错误删除。
• 测试点 5: 全重复，验证算法是否能正确压缩到只剩2个。
• 测试点 6: 固定重复3次，精准打击边界判断逻辑（slow-2 是否生效）。
• 测试点 7: 包含负数，考察数据类型处理。
• 测试点 8: $N=30000$ 且值域分散，模拟一般情况。
• 测试点 9: $N=30000$ 且值域极小（只有10种数），模拟极端稠密情况，考察频繁写入。
• 测试点 10: $N=30000$ 综合随机，压测性能。

你好！我是你的OI竞赛金牌教练。

基于上一条我们改写的题目描述，下面是完全符合 NOIP/CSP 竞赛标准的 C++14 题解代码。代码中包含了详细的注释，解释了双指针的运作机制和易错点。

NOIP 标准题解代码 (C++14)

/**
 * 题目：删除有序数组中的重复项 II
 * 算法：双指针 (快慢指针) / 原地算法
 * 时间复杂度：O(N)
 * 空间复杂度：O(1)
 * 风格：NOIP/CSP 竞赛标准
 */

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 为了应对可能的 IO 瓶颈，在 main 开头进行加速
void fast_io() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
}

int main() {
    fast_io();

    // 1. 读入数据
    int n;
    if (!(cin >> n)) return 0; // 鲁棒性检查

    // 使用 vector 存储，方便动态管理，但在逻辑上我们视为定长数组处理
    vector<int> nums(n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> nums[i];
    }

    // 2. 算法核心逻辑：双指针法
    // 题目允许每个元素最多出现 2 次。
    // 如果数组长度 <= 2，无论如何都不需要删除，直接输出原数组即可。
    if (n <= 2) {
        cout << n << endl;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            cout << nums[i] << (i == n - 1 ? "" : " ");
        }
        cout << endl;
        return 0;
    }

    // 定义慢指针 slow：
    // slow 指向的是“当前处理好的有效数组”的【下一个写入位置】。
    // 因为前两个元素 (下标0, 1) 必然保留（最多允许2个重复），所以 slow 从 2 开始。
    int slow = 2;

    // 定义快指针 fast：
    // fast 用于遍历数组，寻找有资格放入有效数组的新元素。
    // fast 也从 2 开始遍历。
    for (int fast = 2; fast < n; ++fast) {
        // 【关键逻辑 / 易错点】
        // 我们要检查 nums[fast] 是否可以写入 nums[slow] 的位置。
        // 允许保留的条件是：当前考察的元素 nums[fast] 不等于 有效区倒数第二个元素 nums[slow-2]。
        // 
        // 为什么是 slow-2？
        // 因为数组是有序的。如果 nums[fast] == nums[slow-2]，
        // 那么意味着 nums[slow-2] == nums[slow-1] == nums[fast]。
        // 这时 nums[fast] 就是该数值的第 3 个副本，属于多余元素，需要丢弃。
        // 反之，如果不相等，说明 nums[fast] 是该数值的第 1 个或第 2 个副本，可以保留。
        if (nums[fast] != nums[slow - 2]) {
            nums[slow] = nums[fast]; // 将符合条件的元素“搬运”过来
            slow++;                  // 有效区长度 +1，指针后移
        }
    }

    // 3. 输出结果
    // 此时 slow 的值即为处理后的新长度
    cout << slow << endl;
    for (int i = 0; i < slow; ++i) {
        // 题目要求输出前 len 个元素，以空格分隔
        cout << nums[i] << (i == slow - 1 ? "" : " ");
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

复杂度分析与思考过程

1. 时间复杂度分析

• 思考过程：
  • 我们使用了一个 for 循环，快指针 fast 从下标 2 遍历到 $N-1$。
  • 在循环内部，只进行了简单的比较 if 和赋值操作 nums[slow] = nums[fast]，这些都是 $O(1)$ 的常数时间操作。
  • 每个元素最多被访问和搬运一次。
• 结论：总时间复杂度为 $O(N)$，其中 $N$ 是数组的长度。
• 优化建议：对于本题，$O(N)$ 已经是理论下界（必须遍历一次数组才能知道哪些要删），无法在算法层级进一步降低量级。唯一的优化是 IO 优化（如代码中的 ios::sync_with_stdio(false)），防止输入输出数据量巨大时 TLE。

2. 空间复杂度分析

• 思考过程：
  • 题目明确要求 原地 (In-place) 修改，空间复杂度限制为 $O(1)$。
  • 我们定义了两个整数变量 slow 和 fast，以及少量的辅助变量。
  • 我们直接在原数组 nums 上进行覆盖操作，没有开辟新的数组（比如 vector<int> result）。
  • 注意：输入存储本身的 $O(N)$ 空间通常不计入算法的额外空间复杂度。
• 结论：额外空间复杂度为 $O(1)$。

核心逻辑图解 (草稿纸推演)

假设输入：1 1 1 2 2 3

1. 初始状态：

   • slow = 2 (指向第3个位置)
   • 前两个 1 1 默认保留。
   • 数组现状：[1, 1, 1, 2, 2, 3]

2. Fast = 2, Value = 1:

   • 比较：nums[fast] (1) vs nums[slow-2] (即nums[0]=1)。
   • 1 == 1，相等！说明这是第3个1。跳过。
   • slow 保持 2。

3. Fast = 3, Value = 2:

   • 比较：nums[fast] (2) vs nums[slow-2] (即nums[0]=1)。
   • 2 != 1，不等！合法。
   • 搬运：nums[slow] = 2。数组变为 [1, 1, 2, 2, 2, 3]。
   • slow 变为 3。

4. Fast = 4, Value = 2:

   • 比较：nums[fast] (2) vs nums[slow-2] (即nums[1]=1)。
   • 2 != 1，不等！合法。
   • 搬运：nums[slow] = 2。数组变为 [1, 1, 2, 2, 2, 3] (看似没变，其实覆盖了)。
   • slow 变为 4。

5. Fast = 5, Value = 3:

   • 比较：nums[fast] (3) vs nums[slow-2] (即nums[2]=2)。
   • 3 != 2，不等！合法。
   • 搬运：nums[slow] = 3。数组变为 [1, 1, 2, 2, 3, 3]。
   • slow 变为 5。

6. 结束：

   • 返回 slow = 5。
   • 输出前5个：1 1 2 2 3。

总结关键点 (Coach's Note)

1. 通用扩展性：这道题的逻辑其实是通用的。如果题目改成“允许最多出现 $K$ 次”，你只需要把代码里的 slow - 2 改成 slow - K，把初始的 slow = 2 改成 slow = K 即可。这是面试和竞赛中常考的变种。
2. 覆盖而非交换：注意我们做的是 nums[slow] = nums[fast]（覆盖），而不是 swap。因为被覆盖掉的那个旧垃圾值我们并不需要保留。
3. 边界保护：代码中 if (n <= 2) 的判断虽然删掉也能跑通（如果逻辑写得足够好），但在竞赛中显式处理边界情况能避免很多越界错误，也是良好的编程习惯。