Олимпиадное программирование c. Олимпиадное программирование как искусство - Codeforces. Какие задачи дают на олимпиадах
Этот раздел предназначен для пользователей, начинающих осваивать программирование и служит ознакомительным аспектом с областью олимпиадного программирования. Если Вы пока не знаете что из себя представляют олимпиадные задачи, как они представлены и какие критерии оценки для проверки решения существуют, то этот раздел именно для Вас.
В отличии от обычных программ, создаваемых программистами повседневно, класс олимпиадных задач достаточно узок, но практичен с точки критериев выявления способности участников программировать за короткий срок. Как правило, олимпиадная задача представляет собой некоторую проблему, для решения которой требуется использовать свой IQ почти напределе, однако, сам текст программы может быть совсем незначительным и помещаться на одной странице.
Если человек не занимался программированием, то предположительно можно оценить его способности к этой области в случае ее изучения. Многие полагают, что способности программировать связаны с умением решать математические и комбинаторные задачи. Другими словами, если у Вас в школе твердая пятерка по алгебре, геометрии и иным математическим дисциплинам, а так же умеете хорошо играть в шашки и шахматы, то вполне вероятно, что будете неплохо программировать, если начнете этим заниматься. И наоборот, если в школе у Вас тройка по алгебре, как бы вы не старались, то вряд ли программирование - это то, чем Вам стоит заниматься. Так же следует отметить, что Ваши заслуги в области освоения гуманитарных предметов мало Вам помогут в освоении программирования, которое, как Вы уже поняли, относится к точным наукам.
Приведем условную классификацию олимпиадных задач:
- Арифметика - математические задачи, работа с большими числами (длинная арифметика), такие задачи, как правило, требуют знания формул, умение их применять, а код программ может быть небольшим
- Геометрия - геометрические задачи, здесь может быть описана какая либо ситуация взаимодействия тел на плоскости и в пространстве
- Динамическое программирование - задачи, направленные на выявление рекуррентных соотношений
- Сортировка и последовательности - работа с данными, представленными в виде массива
- Графы - задачи с графами (структурами данных, основаных на вершинах и ребрах)
- Рекурсия - задачи на поиск с рекурсивным перебором вариантов
Конечно же задачи могут сочетать в себе сразу несколько направлений и часто бывает сложно конкретную задачу отнести к тому или иному разделу.
Любая олимпиадная задача подразумевает входные и выходные данные. Т.е. в формулировке задания обязательным образом описан формат входных и выходных данных, а Ваша программа должна считать эти данные, обработать и вывести результат в установленном формате. Чаще всего чтение происходит из некоторого файла INPUT.TXT, а вывод в некоторый файл OUTPUT.TXT . Т.е. для решения олимпиадных задач нужно уметь работать с файлами: читать, создавать и писать в них, а вот знания графических функций вряд ли Вам пригодятся. Стоит заметить, что многие системы, например http://acm.timus.ru , используют консольный режим ввода-вывода и работа с файлами в них не приветствуется. Данный сайт позволяет сдавать задачи как с использованием вышеупомянутых файлов, так и без них. Вариант ввода-вывода Вы выбираете сами. Помимо условия задачи, правил ввода и вывода информации на каждую задачу накладываются ограничения на время выполнения и используемую Вашей программой оперативную память.
Приведем пример формулировки олимпиадной задачи по программированию (Задача №1 в текущей системе из раздела Архив задач):
A+B
(Время: 1 сек. Память: 16 Мб Сложность: 2%)Требуется сложить два целых числа А и В.
Входные данные
В единственной строке входного файла INPUT.TXT записано два натуральных числа через пробел, не превышающих 10 9 .
Выходные данные
В единственную строку выходного файла OUTPUT.TXT нужно вывести одно целое число - сумму чисел А и В.
Пример
| № | INPUT.TXT | OUTPUT.TXT |
|---|---|---|
| 1 | 2 3 | 5 |
Эта классическая простая задача используется для ознакомления участников с системой автоматической проверки и соответствует всем критериям правильной постановки олимпиадной задачи. При решении этой задачи необходимо из входного файла input.txt (либо с клавиатуры), расположенного в текущей папке (где и Ваша программа) считать 2 целых числа и вывести их сумму в выходной файл output.txt (либо на экран). Ограничения по памяти в 16Мб и времени 1 сек. весьма условны, так как такая простая задача потребует минимальную память и выполнится за минимальный промежуток времени (операция сложения выполнится мгновенно, современные ЭВМ способны выполнять 10 8 таких операций в секунду). Каждая задача имеет пример входных и выходных данных (часто даже несколько примеров), это позволяет участникам более однозначно понять содержание задачи. В данном примере в разделе "Пример" отражен пример входных данных "2 3" и выходных "5", это означает, что 2+3=5.
В зависимости от правил соревнований или тестирующей системы могут использоваться те или иные языки программирования. Приведем наиболее часто используемые средства создания программ приведены в разделе "Дистрибутивы" , откуда их возможно скачать и установить на свой компьютер.
В мире предпочтение отдается языку С++, но в России по-прежнему классическим языком программирования остается Pascal, а именно, большинство олимпиадных задач в России решается на Delphi. Мы же рекомендуем осваивать язык С++, который со временем станет наиболее популярным и в нашей стране. Далее мы в основном будем использовать язык С++ для рассмотрения примеров решения задач. можно ознакомиться с различными средами разработки программ на С++ на примере решения задачи "А+В".
Теперь Вы можете ознакомившись с работой системы , сдать задачу "A+B" на этом сайте . Другие задачи можно найти в "Архиве задач" и в "Курсах" . Быстрый переход по номеру задачи возможен с главной страницы с помощью раздела "Поиск по сайту", если в поисковой строке ввести "#N" или "№N" (без кавычек), где N - номер задачи.
Демонстрации:
- indy256"s CodeLibrary (GitHub)
- R. Sedgewick and K. Wayne"s Java Algorithms and Clients (GitHub)
Книги
Алгоритмы (классические учебники)
- Introduction to Algorithms / Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein. — 3rd ed. — Cambridge, MA: MIT Press, 2009. — 1292 p. (сайт книги)
- Sedgewick R., Wayne K. Algorithms / Robert Sedgewick, Kevin Wayne. — 4th ed. — Boston, MA: Addison-Wesley, 2011. — 976 p. (сайт книги)
- Skiena S. The Algorithm Design Manual / Steven S. Skiena. — 2nd ed. — London: Springer-Verlag, 2008. — 746 p. (сайт книги)
Олимпиадное программирование
- Art of Programming Contest / Ed. by A. S. Arefin. — 2nd ed. — Dhaka: Gyankosh Prokashoni, 2006. — 247 p.
- Halim S. Competitive Programming / Steven Halim, Felix Halim. — Raleigh, NC: Lulu, 2010. — 152 p.
- Долинский М. С. Решение сложных и олимпиадных задач по программированию / М. С. Долинский. — СПб.: Питер, 2006. — 366 с.
- Окулов С. М. Основы программирования / С. М. Окулов. — 4-е изд. — М.: БИНОМ, 2008. — 440 с.
- Окулов С. М. Программирование в алгоритмах / С. М. Окулов. — 3-е изд. — М.: БИНОМ, 2007. — 383 с.
- Порублев И. Н., Ставровский А. Б. Алгоритмы и программы. Решение олимпиадных задач. — М.: Вильямс, 2007. — 480 с.
- Скиена С. С., Ревилла М. А. Олимпиадные задачи по программированию. Руководство по подготовке к соревнованиям / С. С. Скиена, М. А. Ревилла. — М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005. — 416 с.
Сборники задач
- Алексеев А. В., Беляев С. Н. Подготовка школьников к олимпиадам по информатике с использованием веб-сайта / А. В. Алексеев, С. Н. Беляев. — Ханты-Мансийск: РИО ИРО, 2008. — 284 с.
- Брудно А. Л., Каплан Л. И. Московские олимпиады по программированию / Под ред. Б. Н. Наумова. — 2-е изд. — М.: Наука, 1990. — 208 с.
- Кирюхин В. М., Окулов С. М. Методика решения задач по информатике. Международные олимпиады / В. М. Кирюхин, С. М. Окулов. — М.: БИНОМ, 2007. — 600 с.
- Московские олимпиады по информатике / Под ред. Е. В. Андреевой, В. М. Гуровица и В. А. Матюхина. — М.: МЦНМО, 2006 — 256 с.
- Московские учебно тренировочные сборы по информатике. Весна–2006 / Под ред. В. М. Гуровица. — М.: МЦНМО, 2007 — 194 с.
- Меньшиков Ф. В. Олимпиадные задачи по программированию / Ф. В. Меньшиков. — СПб: Питер, 2006. — 315 с.
- Особенности национальных задач по информатике / В. И. Беров, А. В. Лапунов, В. А. Матюхин, А. Е. Пономарёв. — Киров: Триада-С, 2000. — 160 с.
- Шень А. Программирование: теоремы и задачи / А. Шень. — 2-е изд. — М.: МЦНМО, 2004 — 296 с.
Литература по темам
Алгоритмы и структуры данных
- Erickson J. Algorithms / Jeff Erickson. — Urbana, IL: University of Illinois at Urbana-Champaign, 2015. — 514 p.
- Sedgewick R., Flajolet P. An Introduction to the Analysis of Algorithms / Robert Sedgewick, Philippe Flajolet. — 2th ed. — Boston, MA: Addison-Wesley, 2013. — 592 p.
- Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Построение и анализ вычислительных алгоритмов / А. Ахо, Дж. Хопкрофт, Дж. Ульман. — М.: Мир, 1979. — 536 с.
- Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы / Альфред В. Ахо, Джон Хопкрофт, Джеффри Д. Ульман. — М.: Вильямс, 2000. — 384 с.
- Бабенко М. А., Левин М. В. Введение в теорию алгоритмов и структур данных / М. А. Бабенко, М. В. Левин. — М.: МЦНМО, 2016. — 144 с.
- Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных / Н. Вирт. — М.: Мир, 1989. — 360 с.
- Дасгупта С., Пападимитриу Х., Вазирани У. Алгоритмы / С. Дасгупта, Х. Пападимитриу, У. Вазирани. — М.: МЦНМО, 2014. — 320 с.
- Клейнберг Дж., Тардос Е. Алгоритмы: разработка и применение / Джон Клейнберг, Ева Тардос. — СПб: Питер, 2016. — 800 с. (слайды лекций)
- Левитин А. В. Алгоритмы: введение в разработку и анализ / Ананий В. Левитин. — М.: Вильямс, 2006. — 576 с.
- Макконнелл Дж. Анализ алгоритмов. Вводный курс / Дж. Макконнелл. — М.: Техносфера, 2002. — 304 с.
- Стивенс Р. Алгоритмы. Теория и практическое применение / Род Стивенс. — М.: Э, 2016. — 544 с.
Дискретная математика
- Асанов М. О. Барановский В. А., Расин В. В. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы / М. О. Асанов, В. А. Барановский, В. В. Расин. — СПб.: Лань, 2010. — 368 с.
- Грэхем Р., Кнут Д., Паташник О. Конкретная математика. Основание информатики / Р. Грэхем, Д. Кнут, О. Паташник. — М.: Мир, 1998. — 703 с.
- Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика / Д. Кук, Г. Бейз. — М.: Наука, 1990. — 384 с.
- Новиков Ф. А. Дискретная математика для программистов / Ф. А. Новиков. — 2-е изд. — СПб.: Питер. 2007. — 364 с.
- Окулов С. М. Дискретная математика. Теория и практика решения задач по информатике / С. М. Окулов. — 2-е изд. — М.: БИНОМ, 2012. — 422 с.
- Хаггарти Р. Дискретная математика для программистов / Р. Хаггарти — М.: Техносфера, 2004. — 320 с.
Вычислительная геометрия
- Computational Geometry: Algorithms and Applications / Mark de Berg, Otfried Cheong, Marc van Kreveld, Mark Overmars. — 3rd ed. — Berlin: Springer-Verlag, 2008. — 386 p.
- Андреева Е. В., Егоров Ю. Е. Вычислительная геометрия на плоскости / Е. В. Андреева, Ю. Е. Егоров. // Информатика. — 2002. — №39, 40, 43, 44
- Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия / Ф. Препарата, М. Шеймос. — М.: Мир, 1989. — 478 с.
"...сюда в двенадцать часов новогодней ночи, прорвавшись через пургу, пришли люди, которым было интереснее доводить до конца или начинать сызнова какое-нибудь полезное дело, чем глушить себя водкой, бессмысленно дрыгать ногами, играть в фанты и заниматься флиртом разных степеней легкости... Они были магами потому, что очень много знали, так много, что количество перешло у них наконец в качество, и они стали с миром в другие отношения, нежели обычные люди".
А. и Б. Стругацкие.
«В наше время считается общепризнанным,
что из всего, так или иначе касающегося искусства,
ничто более не может считаться общепризнаным»
Теодор Адорно
Все началось с того, как один человек пытался выяснить решение задачи контеста, который проходил в данный момент. Задача была очень простая, всем было очевидно, что этот человек не займет хорошего места, не получит футболку и т.п. Но тем не менее ни один из 5000+ членов сообщества не дал ни одной подсказки (ну или хотя бы из 30+ человек, которые это видели и знали ответ). Мне такой результат уже давно кажется закономерным и я попробовал объяснить его в двух словах. Теперь попробую чуть более подробно. Заранее прошу прощения у людей, которые в это понятие вкладывают не то, что я. Я лишь хотел изложить свой взгляд.
Сначала немного теории из википедии: Программирование , Олимпиады по программированию , Искусство . Обратите внимание, в последней статье указано "Понятие искусства крайне широко - оно может проявляться как чрезвычайно развитое мастерство в какой-то определённой области".
Мне всегда казалось, что программирование, это своего рода искусство. Вот есть узкая область - класс олимпиадных задач по программированию. Умение быстро и точно решать задачи схоже со спортом, и часто олимпиадное программирование называют спортивным, ведь здесь, как и в спорте, сначала несколько лет тренируешься, потом один раз выступаешь, сливаешь все нафиг и забиваешь на программирование достигаешь некоторых результатов и радуешься им. Но с другой стороны спорт - не сильно творческое занятие. Обычно стратегии составляются не главными участниками и они не блещут оригинальностью и красотой. А в программировании все не так.
Никто не будет спорить, что стихи - искусство. А ведь, что такое стихи? Стихи - это умение вкладывать свои мысли в четкие рамки ритма и рифмы, стиля и словарного набора. Есть множество ограничений, которые не дают просто излагать то, что ты хочешь. Зачем же они? Это добавляет стиху красоты и изящества, это показывает, что автор вложил усилия, чтобы выразить свои мысли таким образом, соответственно, эти мысли были тщательно обдуманы автором, обточены и получили материальную форму в виде стиха. Кроме того, язык мыслей сильно отличается практически от всех языков мира, будь это язык слов, язык изображений, язык звуков или язык архитектуры.
Похожим образом ситуация обстоит и с программированием. Если автор хочет написать стих, ему надо представить мысль, а затем создать стих, выражающий эту мысль. Для того, чтобы решить задачу, требуется сначала придумать решение, а потом последовательно превратить его в алгоритм, потом в программу на языке программирования. Но язык программирования плохо сочетается с языком мыслей, поэтому, мы должны найти способ выразить нашу мысль через этот язык. И мы год за годом улучшаем это умение создавая все более и более совершенные произведения искусства.
Вот вы видите доску в городском доме творчества. На доске сверху ровными буквами написано "Выставка детских рисунков", а под надписью уже не столь ровно изображены различные эпизоды из детского быта. Попробуйте ответить - это искусство? Мой ответ - да, безусловно. Эти дети нашли свой способ общаться с миром, показывать ему свои мысли. Пусть они весьма примитивны и грубо изображены (хотя, бывает по-разному, некоторые дети способны на шедевры, которые и не снились взрослым художникам), но это искусство. Возможно, когда нибудь, один из этих детей будет писать легендарные картины, и люди со всего света будут приезжать, чтобы посмотреть на них. Все начинается с малого.
Я бы хотел, чтобы подобные общества были своего рода клубами искусства программирования(как, например, будетляне), в которых люди общаются, делятся секретами, творят вместе, помогают новичкам, но никогда не будут выдавать чужие мысли за свои.
Буду поддерживать список неплохих комментариев и дополнений.