ACM算法竞赛入门 概述

扩展：算法竞赛-培养杰出程序员的捷径

• 杰出的程序员往往具备：
  1. 掌握多种编程语言
  2. 代码量大
  3. 算法知识丰富
  4. 数学强
  5. 做过很多项目
  6. 有团队精神
  7. 有创新意识
  8. 会选择行业方向
  9. etc…

  比尔·盖茨曾说过:“如果你想雇用一个工程师，看看他写的代码就够了。如果他没写过大量代码，就不要雇用他。”通过编写大量代码，能做到算法精妙合理、逻辑清晰透彻、代码喷涌而出、格式赏心悦目、挑 bug手到擒来，这是杰出程序员的基本功。ACM-ICPC 竞赛队员想达到在区域赛中获奖的水平，需要写5～10万行的代码。

算法竞赛入门

  ACM-ICPC(Association for Computing Machinery-International Collegiate Programming Contest): ACM国际大学生程序设计竞赛

1. 竞赛语言和训练平台

• 代理网站 列出了著名OJ
  

• NOI的OJ：高中NOI信息学竞赛
  CCF的OJ；洛谷
  大视野：网上简称bzoj

Notice：其中“洛谷试炼场”题目分类比较全，是很好的基础学习平台。

2. 判题和基本的输入输出

• OJ的判题

1. OJ由机器自动判题，但机器并没有看懂代码的智能；即使是人工判题，人也很难短时间看懂程序。

2. OJ判题是一种黑盒测试，它并不关心程序的内容，而是用测试数据来验证。

• OJ的判题结果
  
• 打表

1. 由于OJ不看程序内容，只关心程序的输入和输出，因此，在程序中不写详细过程，而是用printf或cout直接打印结果，也是允许的，这种方法叫“打表”。
2. 另外，程序可能需要预处理数据，这个做法也称为“打表”。

• 输入输出函数

1. C++：输入函数cin，输出函数cout。

2. C语言：输入函数scanf，输出函数printf。

• 标准输入输出
  Description：OJ默认使用stdin和stdout，所以在提交程序时，并不用管OJ是怎么进行数据测试的。
  Notice：如果用到其它方法，会特别说明。
  
• 输入的结束-多组输入（以C语言为例）

1. 默认结束（结束条件为无内容输入）

   int main(void){
          
   	int a, b;       // 输入a、b
   	while (scanf("%d %d", &a, &b) != EOF){
            // EOF: 文件结束符(end-of-file)
       // 等价于while (~scanf("%d %d", &a, &b)){  // scanf函数读取不到数据后，会返回EOF，这是在stdio.h里面定义的常量（通常值为-1），表示输入流已经结束，－1在计算机里用二进制表达就是全1，“~”代表逻辑运算按位取反
     		// ...... ;  
   	}
   	return 0;
   }
   // 推荐用 while (~scanf("%d %d", &a, &b))
   

2. 在输入数据中指定数据个数
   eg：hdu 1090题

   int main(){
          
   	    int n, a, b; 
   	    scanf("%d", &n);   
   	    while (n--){
          
       			scanf("%d %d", &a, &b);
    			printf("%d\n", a + b);
      	    } 
   	    return 0;
   	}
   

3. 以特定元素作为结束符。
   eg：以0作为结束符，输入读到0时，就退出：

   while(~scanf("%d", &n) && n);
   

• 输入输出的效率

cin和cout效率低：与scanf、printf相比，cin、cout的效率很低，速度很慢。

如果题目中有大量测试数据，由于cin、cout输入输出慢，可能导致TLE。在这种情况下，应使用scanf、printf。

3. 测试

Explain：一个队伍中，安排一个队员负责构造测试数据。
把构造出的输入数据放在文件test.in里，程序的结果输出到文件test.out里。

输出文件test.out可以不要：直接在屏幕上看输出结果。
Notice：c++中创建.in文件，c++调用.in文件

• 测试的两种方法：

1. 在程序中加入测试代码

   #define mytest  // 定义一个预处理宏
   #ifdef  mytest  // 判断某个宏是否被定义，若已定义，执行随后的语句
   	freopen(“test.in”, “r”, stdin);  // 读数据文件标准输入
    	freopen(“test.out”, “w”, stdout);  // 将结果标准写入到输出文件
   #endif  // #if, #ifdef, #ifndef这些条件命令的结束标志
   

2. 在行命令中重定向

Description：不用在程序中加任何代码。例如生成的的可执行程序是abc，在windows或linux的行命令中，这样输入和输出到文件：

abc .in >test.out

• 对比测试数据
    复杂的题目，需要测试情况很多。可写两个程序，进行“对拍”。测试的时候，比较两个程序的输出是否一致。

  1. 提交到OJ的“好”程序；

  2. 暴力法程序，目的是用它生成测试数据 。

  3. 例如在windows系统下，生成的可执行文件分别是abc.exe、abc_1.exe，用文件比较命令fc比较它们的输出是否一致。

     abc.exe <test.in >test1.out
     abc_1.exe <test.in >test2.out
     fc test1.out test2.out /n
     

  4. 在linux系统中，文件比较命令是diff。

4. 编码速度：唯快不破！

1. 读题要快
2. 熟练掌握编辑器或IDE
3. 不要“霸占”计算机
4. 减少调试
5. 互相检查
6. 使用STL

• 减少调试
  1. 机时非常宝贵，除了必要的代码输入和测试外，尽量少使用计算机，把机时让给队友。
  2. 为了减少调试，尽量使用不容易出错的方法，例如少用指针、使用静态数组、把逻辑功能模块化等等。
  3. 不要使用动态调试、单步跟踪、断点等调试工具。如果需要查看中间数据，就用cout或printf打印出调试信息。
  4. 程序如果有问题，不要在电脑上检查，应该打印出来坐在旁边看，把机时让给队友。

5. 模板

• 神器：模板
  1. 模板题并不常见
  2. 抄模板的能力
  3. 综合模板的能力
  4. 建模能力

6. 题目分类

• ACM题目分类–大类
  Ad Hoc，杂题
  Complete Search (Iterative/Recursive) ，穷举搜索（迭代/回溯）
  Divide and Conquer，分治法
  Greedy (usually the original ones)，贪心法
  Dynamic Programming (usually the original ones)，动态规划
  Graph，图论
  Mathematics，数学
  String Processing，模式匹配
  Computational Geometry，计算几何
  Some Harder/Rare Problems，罕见问题

  杂题可能很难：
  有些题只考察逻辑能力和编码能力，并不涉及数据结构或算法下面的题目都是大型模拟题，以繁琐、坑人而著名：

  1. Bzoj 1972，猪国杀；
  2. Bzoj 1033，杀蚂蚁；
  3. Bzoj 2548，灭鼠行动。

• ACM的知识宝库–细分

  1. ACM 中常用的算法
  2. ACM编程进阶
  3. IOI(The International Olympiad in Informatics Syllabus)大纲
  4. OI省选算法汇总

7. 代码规范

• Google C++规范
• Linux C规范

1. 使用万能头文件 #include ，OJ网站一般都支持，只有poj不支持。

2. 输入判断结尾不要用EOF，用 ‘~’，例如：

   ~scanf("%d", &n)
   

3. 换行。用 K&R 风格，即左大括号不换行，右大括号单列一行。

4. 变量定义。变量定义在这个变量被调用的最近的地方，例如：

   for (int i = 0; i < 10; i++)       //i只在这个循环体内使用
    		int s = i * i;
   

5. 最好不要用宏。不管是宏定义，还是宏函数，都容易出问题。不要用#define定义常量，而是用const定义常量，例如：
   const int MAX = 1000005；把宏函数写成普通函数。