ACM 基本算法入门和主题列表
最编程
2024-04-08 14:57:39
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对于刚进入大学的计算机类同学来说,算法与程序设计竞赛算是不错的选择,因为我们每天都在解决问题,锻炼着解决问题的能力。
这里以TZOJ题目为例,如果为其他平台题目我会标注出来,同时我的主页也欢迎大家去访问,探索新平台去提高自己
基础部分
ACM竞赛随机性会比较大,所以新手请掌握好基础,基础不牢,地动山摇(大一上)
- C语言题 包括TZOJ1452在内的60道C语言实验题,TZOJ电子学会等级考试题单
- 暴力枚举 3449 5125 4604 2626
- 递归 1483
- 模拟 1093 3715 3726 3727 4391 1148
- 构造 这种题往往在CF中会遇到,比如这道题,刷题集点这里,就是都是英文题
进阶
TZOJ200题以后可以尝试着去刷一些简单的算法(大一上以及大一下)
- 前缀后缀和 1532 4262
- 二分 5629 1597 1041 3044(二分100次)
- 排序(归并排序) 2452
- 贪心 1332 5059 1004 3110 4493
- dfs 2777 4408 4833 3104 3360
- bfs 3533 1335 1748 3031
常用数据结构和算法
TZOJ300题以后可以尝试着去刷一些简单的算法和数据结构,要参加天梯赛就得刷会了,可以上信奥一本通提高篇题单 (大一下以及大二上)
- 并查集 1299 1278 1540 1612 1638 1840 1856 2574 2647 2648 2649 2769 3136 3197 3246 3274 3644 3645 3649 3660 4692 4915
- 最短路(Floyd Dijkstra Bellman-Ford[SPFA])
- 最小生成树(Kruskal Prim) 1300 5263 2371 2415 3451 2737 2815
- stl的应用
- 拓扑排序
算法入门
TZOJ500题左右就可以入门算法了,在省赛中往往用得到。这里也非常推荐一个题目集USCAO
- 背包 台州学院基础算法学习之背包
- 容斥
- 图论基础
- 凸包
- 树状数组
- 字典树
- 矩阵快速幂
之后大概每个队伍都要分方向了,建议可以打打CF atcoder Wannafly hiho
队伍中有一个人尝试下51nod 的三级算法题或五级算法题
内容往往不是割裂的,而是组合的
高级算法
图论方向
- 二分图
- 网络流
- 强连通分量
- 割边和割点
- 树的直径
- LCA(最近公共祖先)
- 差分约束
- 树分块
动态规划方向
- 最长上升(不下降等等)子序列
- 区间DP
- 环形DP
- 状压DP
- 概率DP
- 树形DP
- 单调队列优化DP
数据结构方向
- 线段树
- 莫队
字符串方向
- KMP 2897
- HSAH
- AC自动机
- SA(后缀数组)
- SAM (后缀自动机)
组合数学方向
- 母函数
- 线性求逆元
- 组合数 51nod 1829
- 组合数学上的dp累加
计算几何方向
- 扫描线 Color it
- 线段求交
- 半平面交
- 随机化算法
数论方向
- 费马小定理 3151
- 扩展欧几里得 3343
- 高斯消元 1676 2968
- 欧拉函数 3303
- 莫比乌斯函数
- 积性函数
- FFT(快速傅里叶变换) 5482 Gym - 101667H CodeForces - 528D
- Miller-Rabin 素数检测 2646 4383
- RSA等加密算法 1196
线段求交 5625
计算机网络配置 Gym 100623A
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推荐阅读
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气泡排序(超级详细)--升序",从小到大;另一种是 "降序",从大到小。该主题可抽象为 "按升序对 n 个数字排序 "的一般形式。 排序是一种重要的基本算法。排序的方法有很多种,但在本题中我们将使用冒泡排序法。 冒泡法的基本思想 冒泡法的基本思想是,每次比较相邻的两个数字时,较小的那个会被移到前面。如果有 5 个数字9,8,5,2,0,第一次将前两个数字 8 和 9 互换。第二次将第二个和第三个数字(9 和 5)对调......这样一共对调 4 次,得到 8-5-2-0-9 的顺序,可以看到:最大的数字 9 一直在 "下沉",成为最下面的一个数字,而小的数字 "上升" 最小的数字 "上升"。最小的数字 0 已经向上 "浮 "了一个位置。经过第一次比较(共 4 次比较和交换),得到了最大的数字 9。 然后进行第二趟比较,对剩下的前 4 个数字(8、5、2、0)进行新一轮比较,这样第二个最大的数字就 "沉到了底部"。同样,按照上述方法进行第二轮比较。经过 3 次比较和交换,我们得到了第二大数 8。 按照这个规律,我们可以推断出,比较 5 个数字需要 4 次旅行,才能将 5 个数字从小到大排列起来。在第一次旅行中,两个数字之间进行了 4 次比较,在第二次旅行中,进行了 3 次比较......在第四次旅行中,只进行了一次比较。 思路总结 总结:如果有 n 个数字,那么要进行 n-1 次比较。在第一次行程中进行 n-1 次比较,在第 i 次行程中进行 n-i 次比较。
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F#探险之旅(二):函数式编程(上)-函数式编程范式简介 F#主要支持三种编程范式:函数式编程(Functional Programming,FP)、命令式编程(Imperative Programming)和面向对象(Object-Oriented,OO)的编程。回顾它们的历史,FP是最早的一种范式,第一种FP语言是IPL,产生于1955年,大约在Fortran一年之前。第二种FP语言是Lisp,产生于1958,早于Cobol一年。Fortan和Cobol都是命令式编程语言,它们在科学和商业领域的迅速成功使得命令式编程在30多年的时间里独领风骚。而产生于1970年代的面向对象编程则不断成熟,至今已是最流行的编程范式。有道是“*代有语言出,各领风骚数十年”。 尽管强大的FP语言(SML,Ocaml,Haskell及Clean等)和类FP语言(APL和Lisp是现实世界中最成功的两个)在1950年代就不断发展,FP仍停留在学院派的“象牙塔”里;而命令式编程和面向对象编程则分别凭着在商业领域和企业级应用的需要占据领先。今天,FP的潜力终被认识——它是用来解决更复杂的问题的(当然更简单的问题也不在话下)。 纯粹的FP将程序看作是接受参数并返回值的函数的集合,它不允许有副作用(side effect,即改变了状态),使用递归而不是循环进行迭代。FP中的函数很像数学中的函数,它们都不改变程序的状态。举个简单的例子,一旦将一个值赋给一个标识符,它就不会改变了,函数不改变参数的值,返回值是全新的值。 FP的数学基础使得它很是优雅,FP的程序看起来往往简洁、漂亮。但它无状态和递归的天性使得它在处理很多通用的编程任务时没有其它的编程范式来得方便。但对F#来说这不是问题,它的优势之一就是融合了多种编程范式,允许开发人员按照需要采用最好的范式。 关于FP的更多内容建议阅读一下这篇文章:Why Functional Programming Matters(中文版)。F#中的函数式编程 从现在开始,我将对F#中FP相关的主要语言结构逐一进行介绍。标识符(Identifier) 在F#中,我们通过标识符给值(value)取名字,这样就可以在后面的程序中引用它。通过关键字let定义标识符,如: let x = 42 这看起来像命令式编程语言中的赋值语句,两者有着关键的不同。在纯粹的FP中,一旦值赋给了标识符就不能改变了,这也是把它称为标识符而非变量(variable)的原因。另外,在某些条件下,我们可以重定义标识符;在F#的命令式编程范式下,在某些条件下标识符的值是可以修改的。 标识符也可用于引用函数,在F#中函数本质上也是值。也就是说,F#中没有真正的函数名和参数名的概念,它们都是标识符。定义函数的方式与定义值是类似的,只是会有额外的标识符表示参数: let add x y = x + y 这里共有三个标识符,add表示函数名,x和y表示它的参数。关键字和保留字关键字是指语言中一些标记,它们被编译器保留作特殊之用。在F#中,不能用作标识符或类型的名称(后面会讨论“定义类型”)。它们是: abstract and as asr assert begin class default delegate do donedowncast downto elif else end exception extern false finally forfun function if in inherit inline interface internal land lazy letlor lsr lxor match member mod module mutable namespace new nullof open or override private public rec return sig static structthen to true try type upcast use val void when while with yield 保留字是指当前还不是关键字,但被F#保留做将来之用。可以用它们来定义标识符或类型名称,但编译器会报告一个警告。如果你在意程序与未来版本编译器的兼容性,最好不要使用。它们是: atomic break checked component const constraint constructor continue eager event external fixed functor global include method mixinobject parallel process protected pure sealed trait virtual volatile 文字值(Literals) 文字值表示常数值,在构建计算代码块时很有用,F#提供了丰富的文字值集。与C#类似,这些文字值包括了常见的字符串、字符、布尔值、整型数、浮点数等,在此不再赘述,详细信息请查看F#手册。 与C#一样,F#中的字符串常量表示也有两种方式。一是常规字符串(regular string),其中可包含转义字符;二是逐字字符串(verbatim string),其中的(")被看作是常规的字符,而两个双引号作为双引号的转义表示。下面这个简单的例子演示了常见的文字常量表示: let message = "Hello World"r"n!" // 常规字符串let dir = @"C:"FS"FP" // 逐字字符串let bytes = "bytes"B // byte 数组let xA = 0xFFy // sbyte, 16进制表示let xB = 0o777un // unsigned native-sized integer,8进制表示let print x = printfn "%A" xlet main = print message; print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面