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競程入門指南:從零開始的程式競賽之路

競程入門指南:從零開始的程式競賽之路#

競程(Competitive Programming)是我在高中階段最喜歡的活動之一。它不僅訓練邏輯思維,還能提升解決問題的能力,對學測的數學科也很有幫助!

什麼是競程?#

定義#

競程是在限定時間內解決程式設計問題的競賽活動,通常包含:

  • 演算法設計
  • 資料結構應用
  • 數學思維
  • 程式實作能力

常見競賽#

  • 國際競賽:IOI(國際資訊奧林匹亞)、ICPC
  • 國內競賽:TOI(台灣資訊奧林匹亞)、APCS
  • 線上平台:LeetCode、Codeforces、AtCoder

為什麼要學競程?#

1. 提升邏輯思維#

競程題目需要嚴密的邏輯推理,這對數學學習很有幫助。

2. 增強問題解決能力#

從理解題目到設計演算法,培養系統性思考。

3. 為升學加分#

  • APCS 成績可用於大學申請
  • 資訊相關科系特別重視

4. 未來就業優勢#

  • 科技公司面試常考演算法
  • 培養程式設計核心能力

入門學習路線#

第一階段:基礎準備(1-2 個月)#

程式語言選擇#

推薦 C++Python

// C++ - 執行速度快,競程主流
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> arr(n);
    
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> arr[i];
    }
    
    sort(arr.begin(), arr.end());
    
    for (int x : arr) {
        cout << x << " ";
    }
    
    return 0;
}
# Python - 語法簡潔,容易理解
n = int(input())
arr = list(map(int, input().split()))

arr.sort()

print(*arr)

基礎知識#

  1. 輸入輸出格式
  2. 基本資料結構:陣列、字串
  3. 控制結構:迴圈、條件判斷
  4. 函式與遞迴

第二階段:演算法學習(2-4 個月)#

重要主題#

1. 排序與搜尋#
// 二分搜尋實作
int binary_search(vector<int>& arr, int target) {
    int left = 0, right = arr.size() - 1;
    
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        
        if (arr[mid] == target) return mid;
        else if (arr[mid] < target) left = mid + 1;
        else right = mid - 1;
    }
    
    return -1; // 找不到
}
2. 貪心演算法#
// 經典問題:活動選擇
struct Activity {
    int start, end;
};

bool compare(Activity a, Activity b) {
    return a.end < b.end;
}

int maxActivities(vector<Activity>& activities) {
    sort(activities.begin(), activities.end(), compare);
    
    int count = 1;
    int lastEnd = activities[0].end;
    
    for (int i = 1; i < activities.size(); i++) {
        if (activities[i].start >= lastEnd) {
            count++;
            lastEnd = activities[i].end;
        }
    }
    
    return count;
}
3. 動態規劃#
// 經典問題:爬樓梯
int climbStairs(int n) {
    if (n <= 2) return n;
    
    vector<int> dp(n + 1);
    dp[1] = 1;
    dp[2] = 2;
    
    for (int i = 3; i <= n; i++) {
        dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2];
    }
    
    return dp[n];
}

第三階段:實戰練習(持續進行)#

練習平台推薦#

1. LeetCode#
  • 優點:題目品質高,有中文版
  • 適合:演算法基礎練習
  • 建議:從 Easy 開始,每天 1-2 題
我的 LeetCode 練習計畫:
- 週一、三、五:演算法題
- 週二、四:資料結構題
- 週六:週賽參與
- 週日:複習錯題
2. Codeforces#
  • 優點:定期比賽,難度梯度明確
  • 適合:競賽實戰練習
  • 建議:參加 Div.2 比賽
3. AtCoder#
  • 優點:題目創意,難度適中
  • 適合:日式競程風格
  • 建議:ABC(AtCoder Beginner Contest)很適合入門

我的學習心得#

時間安排#

身為高二學生,我這樣安排競程學習:

平日(週一到週五):
- 晚上 8:00-9:00:解 1-2 題 LeetCode
- 睡前 15 分鐘:複習演算法概念

週末:
- 週六下午:參加線上比賽或練習較難的題目
- 週日上午:整理筆記,複習本週學習內容

學習策略#

1. 主題式學習#

不要隨機刷題,按主題循序漸進:

  • 第 1 週:陣列與字串
  • 第 2 週:連結串列
  • 第 3 週:堆疊與佇列
  • 第 4 週:二分搜尋
  • …以此類推

2. 錯題整理#

## 錯題筆記範本

### 題目:[LeetCode 42] 接雨水
**難度**:Hard  
**標籤**:雙指標、動態規劃

**我的錯誤**
- 沒有考慮邊界情況
- 雙指標移動邏輯錯誤

**正確思路**
1. 使用左右雙指標
2. 維護左側和右側的最大高度
3. 較小的一側向中間移動

**程式碼**
```cpp
// 在這裡貼上正確的程式碼

學到的概念

  • 雙指標技巧
  • 貪心思維

#### 3. 比賽經驗累積
定期參加比賽,即使一開始只能解出簡單題也沒關係:

我的比賽策略:

  1. 快速瀏覽所有題目,評估難度
  2. 從最簡單的題目開始解
  3. 確保程式碼正確性勝過速度
  4. 比賽後一定要複習其他題目的解法

## 常見學習困難與解決方法

### 1. 看不懂題目
**問題**:英文題目理解困難  
**解決**:
- 先從中文平台開始(如 LeetCode 中文版)
- 學習常見的競程英文詞彙
- 多看題目,培養理解能力

### 2. 想不出演算法
**問題**:面對題目沒有思路  
**解決**:
- 先嘗試暴力解法
- 分析時間複雜度,尋找優化方向
- 學習常見的演算法模式
- 看解答時要理解思路,不只是背程式碼

### 3. 實作能力不足
**問題**:知道演算法但寫不出程式  
**解決**:
- 多練習基礎程式設計
- 模板化常用程式碼片段
- 注意程式碼的邊界處理

## 實用工具與資源

### 開發環境
```cpp
// 我的 C++ 競程模板
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define ll long long
#define vi vector<int>
#define vll vector<long long>
#define pii pair<int, int>
#define F first
#define S second

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    
    // 程式碼從這裡開始
    
    return 0;
}

學習資源#

書籍推薦#

  • 《算法競賽入門經典》:劉汝佳著,競程聖經
  • 《算法導論》:理論基礎扎實
  • 《Competitive Programming》:英文經典教材

線上資源#

  • OI Wiki:中文演算法百科全書
  • Visualgo:演算法視覺化網站
  • CP-Algorithms:英文演算法教學

YouTube 頻道#

  • 3Blue1Brown:數學和演算法視覺化
  • MIT OpenCourseWare:演算法課程
  • 花花醬:LeetCode 解題教學

競程與課業的平衡#

如何兼顧?#

1. 時間管理#

我的一週時間分配:
- 學校課業:60%
- 競程練習:25%
- 休息娛樂:15%

2. 相互促進#

  • 競程的邏輯思維幫助數學學習
  • 數學的證明訓練提升演算法設計能力
  • 程式設計自動化重複性工作

3. 壓力管理#

  • 不要給自己太大壓力
  • 享受解題的樂趣
  • 把競程當作興趣而非負擔

未來發展方向#

短期目標(高中階段)#

  • APCS 實作題滿分
  • LeetCode 解題數達到 200 題
  • 參加校內程式競賽

中期目標(大學階段)#

  • 參加 ICPC 亞洲區域賽
  • 在 Codeforces 達到藍色等級
  • 深入學習進階演算法

長期目標(職業發展)#

  • 進入科技公司擔任軟體工程師
  • 成為演算法專家
  • 回饋社群,教學分享

總結#

競程是一個很棒的學習領域,它:

  1. 培養邏輯思維:對各科學習都有幫助
  2. 提升問題解決能力:面對困難時不輕易放棄
  3. 建立程式設計基礎:為未來科技職涯奠基
  4. 享受解題樂趣:每次 AC 都很有成就感

對於想要開始競程的同學,我的建議是:

  • 從基礎開始:不要急於求成
  • 持續練習:每天一點點勝過一次大量
  • 享受過程:把解題當作解謎遊戲
  • 不要孤軍奮戰:找同伴一起學習

希望這篇文章能幫助更多同學走入競程的世界!如果有任何問題,歡迎一起討論交流 🚀


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我的競程帳號:

競程入門指南:從零開始的程式競賽之路
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作者
Vic88
發佈於
2024-12-14
許可協議
CC BY-NC-SA 4.0