USACO備考不再難！快速掌握計算機競賽技巧輕鬆突破編程難題！

申請全球TOP大學無論是美國藤校還是英國G5都需要通過層層選拔，在眾(zhong) 多學生的申請資料中，如何才能脫穎而出？每當到賽季來臨(lin) 之時學霸們(men) 都在夜以繼日奮力刷題磨煉自己，憧憬的名校就在眼前，如果能在競賽中拿到好的獎項名次，無疑是如虎添翼。

對計算機、編程、數學建模等理科專(zhuan) 業(ye) 方向感興(xing) 趣的同學注意咯，今天我們(men) 請劍橋大學計算機科學專(zhuan) 業(ye) 導師深度剖析美國USACO計算機競賽情況～

PART ONE

--競賽介紹--

01USACO計算機競賽的簡介

美國計算機奧林匹克（The United States of America Computing Olympiad）是為(wei) 美國中學生舉(ju) 辦的計算機編程比賽。USACO在學年期間為(wei) 學生提供四個(ge) 越來越難的水平的比賽：銅、銀、金和白金。

USACO的參與(yu) 者提交五種語言之一的程序：C、C++、Java、Pascal和Python。參與(yu) 者通過在當前部門表現良好而晉級。為(wei) 期一周的夏季訓練營將從(cong) 24名決(jue) 賽選手中選出4名代表美國參加國際奧林匹克信息學競賽（IOI）。

02USACO計算機競賽含金量

USACO初次舉(ju) 辦於(yu) 1992年，其官網是美國一個(ge) 著名在線題庫，更是美國中學生的官方競賽網站，開設目的是為(wei) 每年夏季舉(ju) 辦的國際信息學奧林匹克競賽（IOI）選拔美國隊隊員。

USACO適合國內(nei) 高一高二在讀學生，高三學生也可以參加12月的第一場比賽，如果實力突出，可以在12月中，RD常規申請前獲得白金級獎項，不失為(wei) 申請前最後一波強勢的背景提升機會(hui) 。

03關(guan) 於(yu) LOL國際信息學奧賽

The International Olympiad in Informatics (IOI)國際信息學奧林匹克競賽是一項年度競賽項目，也是麵向中學生的國際科學奧林匹克競賽之一。這是繼國際數學奧林匹克之後的第二大科學奧林匹克競賽，參與(yu) 國家數量眾(zhong) 多。1989年在保加利亞(ya) 普拉維茨舉(ju) 行了第一次IOI。

比賽包括兩(liang) 天的計算機編程/編碼和解決(jue) 算法性質的問題。要處理涉及大量數據的問題，不僅(jin) 需要程序員，還需要有創造性的程序員，他們(men) 可以想出程序員需要告訴計算機做什麽(me) 。最難的部分不是編程，而是背後的數學。IOI的學生以個(ge) 人為(wei) 基礎進行比賽，每個(ge) 參賽國最多有4名學生參賽。

03USACO計算機競賽的考試形式及計分方式

考試形式

USACO有四個(ge) 競賽 Divisions級別，Bronze, Silver, Gold，和Platinum。所有參賽者都是從(cong) 銅級賽區開始的。在每個(ge) 比賽賽周之後，如果參賽者有足夠高的分數就會(hui) 被“promoted”到下一個(ge) 級別——通常是600-800分（滿分1000分）。你還可以在contest weekend中所有問題獲得滿分直接獲得晉升。每一組都比前一組困難得多。

這通常需要相當多的學習(xi) 、訓練，試圖提升到一個(ge) 新的水平需要耗費的時間，每一個(ge) 等級長達一年或更長時間。USACO在2015年增加了Platinum級別。在此之前，每一個(ge) division的難度都比現在大，大約相當於(yu) 今天的division“one step up”。例如，一般來說，“old Bronze”問題最接近“modern Silver”問題的難度。

計分方式

提交的3-4個(ge) 程序中的每一個(ge) 都要對10個(ge) 或更多的“test cases”進行測試——用已知的結果輸入程序中的數據集。您可以為(wei) 每個(ge) 給出正確結果的測試用例獲得學分。在一個(ge) contest weekend的比賽中，一個(ge) 組別的所有問題總共有1000分。

如果您的程序運行時間太長，占用太多內(nei) 存，或者崩潰，那麽(me) 您將在測試用例中失去分數，因此代碼的效率是一個(ge) 因素！這在Silver及以上級別的賽組中尤其突出。

05USACO計算機競賽的考試計時形式

比賽的計時形式是什麽(me) ？

在賽周的任何時候，進入網站並點擊按鈕啟動你的個(ge) 人比賽計時器，時間為(wei) 3-5個(ge) 小時。出發前你會(hui) 被告知確切的時間限製，通常是4小時。然後，選手將獲得競賽問題的訪問權限。

可以休息或提前停止，但一旦你在那個(ge) 周末點擊了“開始”按鈕，你的時間就會(hui) 一直在滴答作響，直到到期--不允許暫停。如果你隻是想檢查一下題目，那麽(me) 你可以隨意花時間嚐試它，想花多少時間就花多少時間。如果你的目標是做好，試著提前計劃一整段時間，這樣你就可以不分心地工作了。

比賽開始後會(hui) 發生什麽(me) ？

在啟動計時器後，會(hui) 被允許回答3-4個(ge) 問題(通常是3個(ge) )，選手必須在個(ge) 人時間窗口中解決(jue) 。每一個(ge) 都將提供一個(ge) 背景問題，必須編寫(xie) 一個(ge) 程序進行分析。在選手的時間窗口內(nei) 的任何時候，都可以通過網站提交您的程序進行測試。

選手可以在的時間窗口內(nei) 自由切換或返回到任何問題，並繼續提交解決(jue) 方案，直到的時間截止或者選手覺得已經全部完美為(wei) 止。可以選擇在同一周末的任何時間使用新的計時器開始新部門的比賽。

06如果選擇USACO計算機競賽的語言

USACO接受多種語言主要包括Java、C++和Python。Java和Python提交的時間限製是C++的兩(liang) 倍，因為(wei) 它們(men) 的運行時間更長。然而，USACO官方描述並不推薦使用Python，因為(wei) 它的運行速度往往比Java慢，而且在某些情況下，即使是問題的最佳解決(jue) 方案也可能無法在時間限製內(nei) 完成。

發布在USACO網站上的解決(jue) 方案供學生學習(xi) 如何使用C++來解決(jue) 包括大多數“training problems”在內(nei) 的老問題，但隨著時間的推移，Java已經變得越來越流行。所以在為(wei) USACO編程時，有什麽(me) 特殊的Java注意事項是我應該知道的嗎？您可以導入與(yu) Java 8一起安裝的任何標準庫，例如java.util.*和java.io.*。您的Java文件必須使用“default package”；源代碼中不應該有“包”行。完成問題需要讀寫(xie) 文本文件。

關(guan) 於(yu) Division specific topics:

青銅級別除法問題通常可以使用數組(有時是二維數組，有時也可以使用類或ArrayList)來解決(jue) 。

白銀組競爭(zheng) 者應該熟悉java.util包中的標準數據結構，如List/ArrayList、Set/HashSet/TreeSet、Map/HashMap/Treemap、Deque/ArrayDeque和PriorityQueue，以及比較器/可比接口。

黃金組的競爭(zheng) 對手往往不得不對自己的數據結構進行編程。C++的運行速度確實比Java快，但USACO允許Java程序使用的時間是C++的兩(liang) 倍。使用Java應該不會(hui) 出現無法在合理時間內(nei) 完成的問題。建議使用一種適合學習(xi) 的語言。

對於(yu) 學習(xi) 美國AP課程的學生來說，這種語言通常是Java。其他比賽可能有不同的設置，可能需要使用其他語言。真正的知識在於(yu) 算法，而不是語言。學習(xi) C++是一個(ge) 很棒的推薦，如果您有時間和動力，鼓勵您這樣嚐試。

Java程序的內(nei) 存和時間限製是什麽(me) ？

對於(yu) Java，每個(ge) 輸入測試用例都被給予“大約”4秒的時間，盡管這在不同的問題或測試用例中可能有所不同。通常，對於(yu) 最壞的輸入場景，粗略估計您的程序需要10億(yi) 次或更多的“operations”會(hui) 花費太長時間，而1億(yi) 次或更少通常是可以的。介於(yu) 兩(liang) 者之間的任何地方取決(jue) 於(yu) 細節。

每個(ge) 輸入案例都有“大約256MB”的內(nei) 存可供運行。100萬(wan) 個(ge) 整數的數組僅(jin) 占用4MB內(nei) 存(4字節*100萬(wan) )。假設有一種合理的數據存儲(chu) 方法，時間限製幾乎總是內(nei) 存限製之前的限製因素。

PARTTWO

--競賽備戰指南--

01USACO計算機競賽的報考指南美國

適合學生

任何對編程語言有中級知識的學生都可以參加比賽。可能學生會(hui) 覺得很難，但嚐試挑戰不會(hui) 有什麽(me) 壞處，可以按照自己的程度不斷挑戰提高！當參加比賽時，可能會(hui) 學到比你以前知道的更多的東(dong) 西，從(cong) 而在下一輪比賽中取得更好的成績。無論你的成績如何，你仍然可以在你的履曆或大學申請資料中體(ti) 現而超越競爭(zheng) 對手。

何時參加比賽

USACO 每年有 4 個(ge) 周末舉(ju) 辦主要比賽。在從(cong) 周五到周一的這些周末期間，學生可以選擇任何時間為(wei) 該賽周啟動他們(men) 的個(ge) 人計時器。每個(ge) 學生每個(ge) 周末的時間通常是 4 小時，但有時是 3 或 5 小時。每年賽季時間會(hui) 有微調，但是大致差距不大，以24-25年賽季為(wei) 例：

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【圖片來自官網】

如何參加比賽

事先在www.usaco.org網站上注冊(ce) 一個(ge) 免費賬戶。你不需要提前注冊(ce) 一個(ge) 具體(ti) 的比賽日期！一旦您擁有帳戶，您就可以參與(yu) 競爭(zheng) ，還可以通過您自己的門戶訪問所有培訓課程和資源。在網站上創建帳戶後，請登錄您的帳戶。如果是比賽周末，你會(hui) 在首頁看到一個(ge) 開始按鈕！

比賽報名費用

USACO 是完全免費的，對任何人開放。隻需注冊(ce) 一個(ge) 帳戶並進行一些練習(xi) ，就可以開始了。

參賽形式

必須以個(ge) 人參賽者的身份參加比賽，並且在比賽期間不允許與(yu) 其他人合作。但是，您可以與(yu) 喜歡的任何人一起學習(xi) 和準備！比賽規則詳細說明了官方學術誠信準則。

競賽獎項

USACO是沒有“prizes”的，但學生通過的難度競賽會(hui) 獲得認可鑒定，這將使您的名字列在您晉級的周末的比賽結果中。這個(ge) 可以在任何大學申請的履曆上體(ti) 現出來成為(wei) 公認的成就。

02USACO計算機競賽真題展示

USACO是一個(ge) “algorithmic”算法競賽，這意味著它需要想出創造性的、係統的方法來分析信息，而不僅(jin) 僅(jin) 是直接將程序的描述翻譯成代碼。例如，“find the position of the largest number in a list”是一個(ge) 非常簡單的算法問題，但“write down the commands to draw a circle and then a square”就不是了。您可以查看過去的競賽問題以獲取一些示例。

以下是一些USACO真題展示

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