ACM竞赛学习指南（算法工程师成长计划）

算法工程师成长计划

 

近年来，算法行业异常火爆，算法工程师年薪一般20万～100 万。越来越多的人学习算法，甚至很多非专业的人也参加培训或者自学，想转到算法行业。尽管如此，算法工程师仍然面临100万的人才缺口。缺人、急需，算法工程师成为众多企业猎头争抢的对象。

计算机的终极是人工智能，而人工智能的核心是算法，算法已经渗透到了包括互联网、商业、金融业、航空、军事等各个社会领域。可以说，算法正在改变着这个世界。

下面说说如何成为一个算法工程师，万丈高楼平地起，尽管招聘启事的算法工程师都要求会机器学习，或数据挖掘，推荐算法，图像识别等，但刚入门者，还需要先从基础算法学起，宽基础，精技术。

大学期间必须要学好的课程：C/C++两种语言（或JAVA）、高等数学、线性代数、数据结构、离散数学、数据库原理、操作系统原理、计算机组成原理、人工智能、编译原理、算法设计与分析。

• 大一上学期：

1. C语言基础语法必须全部学会，提前完成C语言课程设计。
2. 简单数学题：求最大公约数、筛法求素数、康托展开、同余定理、次方求模等。
3. 计算机课初步：三角形面积，三点顺序等等。
4. 学会计算简单程序的时间复杂度和空间复杂度。
5. 二分查找、贪心算法经典算法。
6. 简单的排序算法：冒泡排序法、插入排序法。
7. 高等数学。
8. 操作系统应用：DOS命令，学会Windows系统的一些小知识，学会编辑注册表，学会使用组策略管理器（gpedit.msc）管理组策略等。

• 大一下学期：

1. 掌握C++部分语法，如引用类型、函数重载等，基本明白什么是类。
2. 学会使用栈和队列等线性结构。
3. 掌握BFS和DFS以及树的前序、中序、后序遍历。
4. 学会分治策略。
5. 掌握排序算法：选择排序、归并排序、快速排序、计数、基数排序等等。
6. 动态规划：最大子串和、最长公共子序列、最长单调递增子序列、01背包、完全背包等。
7. 数论：扩展欧几里德算法、求逆元、同余方程、中国剩余定理。
8. 博弈论：博弈问题与SG函数的定义、多个博弈问题SG值的合并。
9. 图论：图的存储、欧拉回路的判定、单源最短路Bellman-Ford算法及Dijkstra算法、最小生成树Kruskal算法及Prim算法。
10. 学会使用C语言进行网络编程与多线程编程。
11. 高等数学、线性代数：做几道"矩阵运算"分类下的题目。
12. 学习matlab，如果想参加数学建模大赛，需要学这个软件。

• 大一假期：

1. 掌握C++语法，并熟练使用STL（重要）。
2. 试着实现STL的一些基本容器和函数、使自己基本能看懂STL源码。
3. 数据结构：字典树、并查集、树状数组、简单线段树。
4. 图论：使用优先队列优化Dijkstra算法及Prim算法，单源最短路径之SPFA，差分约束系统，多源多点最短路径之FloydWarshall算法，求欧拉回路（圈套圈算法）。
5. 拓扑排序：复杂BFS和DFS搜索、复杂模拟题训练。
6. 动态规划：多重背包、分组背包、依赖背包等各种背包问题（参见背包九讲）。
7. 计算几何：判断点是否在线段上、线段相交、圆与矩形的关系、点是否在多边形内、点到线段的最近点、多边形面积、求多边形重心、求凸包、点在任意多边形内外的判定。
8. 学习使用C/C++连接数据库、学习一种C++的开发框架来编写一些窗体程序（如MFC、Qt）。

• 大二全年：

1. 熟练掌握数据结构：单调队列、堆、并查集、树状数组、哈希表、线段树、LCA与RMQ的转化、后缀树、字典树、KMP算法、AC自动机理论与实现等等。
2. 图论一：强连通分量、双连通分量、割点、桥、强连通分量和双连通分量缩点、二分图匹配（二分图最大匹配、最小点集覆盖、最小路径覆盖、二分图最优匹配、二分图多重匹配）、网络流（最大流的基本SAP、最大流的ISAP/Dinic等高效算法、最小费用最大流、最大流最小割定理）等。
3. 动态规划：斜率优化、四边形优化动态规划、树形动态规划、状态压缩动态规划，多做动态规划难题，训练思维，向动态规划更高级进阶。
4. 数论和组合数学：高斯消元法、积性函数的应用、欧拉定理、费马小定理、威尔逊定理、群论基础、Polya定理与计数问题、Catalan数。
5. 计算几何：多边形间并蹱点对、凸多边形间对蹱点对、四边形剖分、三角剖分、凸多边形最小周长外接矩形、凸多边形最小面积外接矩形、凸多边形间最小距离、凸多边形直径、凸多边形的宽度等各种旋转卡壳相关算法、最小覆盖圆、定圆最大点集覆盖、平面上最近点对、三维计算几何算法。
6. 图论二：网路流的各种构图训练（重要）、最小割与最小点权覆盖等的关系、次小生成树、第k短路、最小比率生成树等。
7. 学好专业课知识：理解数据库原理、学会SQL语句、学会使用触发器、学好计算机组成原理。

• 大二假期：

1. 自学完离散数学。
2. 自学概率论部分章节。
3. 自学操作系统部分章节。

• 大三以后：

选择自己感兴趣的方向进行研究，参加ACM-ICPC竞赛的队员，需要全面学习和集训。

• 课程推荐：

必学课程：C/C++/JAVA、数据结构、算法设计与分析、离散数学、线性代数、概率论、操作系统、网络原理、编译原理。

• 书籍推荐

1. 《C++ Primer中文版》
2. 《C++ 编程思想》
3. 《算法竞赛入门经典》
4. 《算法竞赛入门经典：训练指南》
5. 《趣学算法》
6. 《ACM国际大学生程序设计竞赛：知识与入门》
7. 《ACM国际大学生程序设计竞赛：题目与解读》
8. 《算法艺术与信息学竞赛》
9. 《组合数学》
10. 《数论入门》
11. 《算法导论》
12. 《ACM-ICPC世界总决赛试题解析》