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大家好，我是楚有喬木，來(lái)自美國(guó)西海岸的一名高中生。作為一個(gè)熱衷于計(jì)算機(jī)科學(xué)的學(xué)生，在我升入七年級(jí)時(shí)的暑假開(kāi)始，通過(guò)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)如Khan Academy（可汗學(xué)院）和家長(zhǎng)的引導(dǎo)，我踏上了編程領(lǐng)域的探索之旅。截止去年12月，我在北美計(jì)算機(jī)競(jìng)賽的銅級(jí)別獲得滿(mǎn)分（1000/1000）的完美成績(jī)，以及在銀級(jí)別取得930/1000的高分，遠(yuǎn)超過(guò)及格線。在接下來(lái)的內(nèi)容中，我將為大家初步介紹這個(gè)競(jìng)賽，分享我的備考經(jīng)驗(yàn)，分析關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，并推薦教學(xué)資源。
隨著2023年秋季的到來(lái)，對(duì)編程產(chǎn)生興趣的同學(xué)們可以抓住這個(gè)時(shí)機(jī)，了解這個(gè)競(jìng)賽，并為2023-2024賽季打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這個(gè)機(jī)會(huì)不僅能夠增進(jìn)同學(xué)們的技能，還可能為我們贏得一份能夠豐富升學(xué)簡(jiǎn)歷的榮譽(yù)。
美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽（United States of America Computing Olympiad，USACO）是一項(xiàng)在線計(jì)算機(jī)編程競(jìng)賽，同時(shí)也是美國(guó)國(guó)內(nèi)選拔賽，用于國(guó)際信息學(xué)奧林匹克（IOI）在美國(guó)的資格賽。此競(jìng)賽的官網(wǎng)鏈接為：http://www.usaco.org。
該競(jìng)賽通過(guò)在全球范圍內(nèi)識(shí)別、激勵(lì)和培訓(xùn)高中或更年輕的計(jì)算機(jī)學(xué)生，為美國(guó)甚至全球的計(jì)算機(jī)教育提供有力支持。USACO的全美公開(kāi)賽（USA Contest Open）會(huì)在每年的12月、1月、2月和3月的四個(gè)周末舉行。
美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽的金組（Gold Division）和白金組（Platinum Division）被大學(xué)認(rèn)為是最為崇高的級(jí)別之一。USACO競(jìng)賽的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)了學(xué)生的問(wèn)題解決能力和算法知識(shí)。與其他普通學(xué)生相比，擁有USACO競(jìng)賽證書(shū)的申請(qǐng)者在大學(xué)申請(qǐng)中會(huì)受到更高程度的重視。
如果同學(xué)們希望參加美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽（USACO）并提交解答，可以按照以下的步驟進(jìn)行：
首先，訪問(wèn)美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽的官方網(wǎng)站或相關(guān)頁(yè)面，那里提供了比賽的詳細(xì)信息和參與要求。仔細(xì)閱讀比賽規(guī)則和參賽條款，了解參賽資格、題目要求以及提交截止日期等關(guān)鍵信息。
接著，同學(xué)們可以在官方網(wǎng)站上注冊(cè)或登錄現(xiàn)有的賬號(hào)，以便在比賽的開(kāi)放時(shí)間內(nèi)提交解答。參賽者將在當(dāng)前段位的比賽窗口內(nèi)解答提供的題目，按照題目要求編寫(xiě)代碼并提交。
比賽通常持續(xù)3到5個(gè)連續(xù)小時(shí)。在整個(gè)比賽時(shí)間窗口內(nèi)，同學(xué)們可以在任何時(shí)間段內(nèi)參加比賽。在準(zhǔn)備解答時(shí)，請(qǐng)務(wù)必認(rèn)真編寫(xiě)代碼，確保與所選題目相關(guān)，邏輯清晰，語(yǔ)法正確。隨后按照官方網(wǎng)站上的指示，將解答代碼提交給比賽組織方。需要強(qiáng)調(diào)的是，美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽并沒(méi)有繁瑣的報(bào)名表格，同學(xué)們只需按照題目要求編寫(xiě)代碼并提交解答。
提交后，你只需在官方規(guī)定的成績(jī)公布時(shí)間內(nèi)查看是否晉級(jí)即可。如果你在目前的比賽中得到了滿(mǎn)分，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將你提升到下一個(gè)級(jí)別，這個(gè)過(guò)程將在當(dāng)前比賽周期內(nèi)完成。如果沒(méi)有達(dá)到滿(mǎn)分，你需要在下一個(gè)比賽周期（即下個(gè)月）繼續(xù)參加比賽。
另外，如果你的分?jǐn)?shù)達(dá)到所在組別的及格分?jǐn)?shù)線，你將晉升至下一個(gè)組別。歷史數(shù)據(jù)顯示，這個(gè)及格分?jǐn)?shù)線通常是在特定范圍內(nèi)的50分的倍數(shù)，例如600... 850（通常為750）。
如果你有任何疑問(wèn)，都可以隨時(shí)與比賽組織方聯(lián)系，尋求幫助或確認(rèn)情況（USACO組織者Dr. Brian Dean的郵箱：bcdean@cs.clemson.edu）。整個(gè)過(guò)程非常簡(jiǎn)單！
03. 我是如何準(zhǔn)備競(jìng)賽的？
之前我提到，我對(duì)競(jìng)技編程有著濃厚的興趣，而這個(gè)“興趣”也恰恰是我參賽的主要?jiǎng)恿?。然而，在初始階段，我也不可避免地遇到了許多比賽的初學(xué)者陷阱。這些陷阱導(dǎo)致很多同學(xué)對(duì)編程競(jìng)賽望而卻步，錯(cuò)失了學(xué)習(xí)和參賽的最佳機(jī)會(huì)。因此，我希望在這里與大家分享一些參賽的經(jīng)驗(yàn)。
首先，針對(duì)USACO，參賽者的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)要求有一些不同。以下是針對(duì)不同基礎(chǔ)水平的說(shuō)明：
零基礎(chǔ)參賽者：如果你是計(jì)算機(jī)編程的零基礎(chǔ)參賽者，USACO是一個(gè)很好的起點(diǎn)，但你可能需要一些時(shí)間來(lái)逐步建立編程基礎(chǔ)。在參加比賽之前，你應(yīng)該先學(xué)習(xí)一門(mén)編程語(yǔ)言，如Python、C++或Java。了解基本的編程概念，例如變量、循環(huán)、條件語(yǔ)句等，將對(duì)你的學(xué)習(xí)過(guò)程有所幫助。USACO的初級(jí)問(wèn)題通常會(huì)涵蓋這些基礎(chǔ)概念，所以你可以從那里開(kāi)始，慢慢提升你的編程技能。
有基礎(chǔ)的參賽者：如果你已經(jīng)有一定的計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)，你將能夠更快地適應(yīng)USACO的題目。USACO的問(wèn)題難度從入門(mén)級(jí)到高級(jí)都有涵蓋，你可以根據(jù)自己的編程水平選擇適合的難度級(jí)別，并進(jìn)行練習(xí)。同時(shí)，還要詳細(xì)了解每個(gè)問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)情況，以便有針對(duì)性地進(jìn)行排查和學(xué)習(xí)。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的編程者，更具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題可能更適合你，這將有助于進(jìn)一步提高你的算法和編程技能。
就編程語(yǔ)言的選擇而言，我推薦使用C++。盡管相對(duì)于Python和Java語(yǔ)言而言，C++更加嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)習(xí)起來(lái)可能不如其他兩者那么便利和迅速，但毫無(wú)疑問(wèn)，它是競(jìng)賽中的優(yōu)選語(yǔ)言。通常情況下，C++的執(zhí)行速度比Java快，而Java的速度又通常比Python快。盡管在美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽中，Python和Java的時(shí)間限制都是C++的兩倍，但在大多數(shù)其他網(wǎng)站（例如Codeforces、CSES）中并非如此。即使有了延長(zhǎng)的時(shí)間限制，Python和Java有時(shí)仍然可能遇到難以通過(guò)的情況。
另外，美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽的青銅組別專(zhuān)門(mén)針對(duì)那些具備編程知識(shí)卻缺乏算法經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。相比之下，白銀組別則主要聚焦于算法方面的內(nèi)容。學(xué)校中修讀過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)的AP課程的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)青銅組別相對(duì)來(lái)說(shuō)更加容易。盡管青銅組別是競(jìng)賽中的第一個(gè)級(jí)別，但在白銀組別中，大家將首次面對(duì)算法問(wèn)題。
此外，我要強(qiáng)調(diào)，對(duì)于參賽者而言，刷題是提升解題技巧的主要途徑。每一小時(shí)的投入都會(huì)將你更接近目標(biāo)組別，而不是消耗在不同策略和重復(fù)嘗試上。
甚至在面對(duì)困難問(wèn)題時(shí)，單是讀懂解決方案并實(shí)際應(yīng)用是難以帶來(lái)明顯的提升的。為了從每個(gè)問(wèn)題中獲得最大的價(jià)值，同學(xué)們應(yīng)該自主探索問(wèn)題的處理方式，使自己能夠在思考中邁向下一個(gè)階段，這會(huì)在面對(duì)全新問(wèn)題時(shí)大有裨益。
同樣重要的是，同學(xué)們應(yīng)該避免解決過(guò)于簡(jiǎn)單或過(guò)于困難的問(wèn)題，因?yàn)檫@些問(wèn)題無(wú)法帶來(lái)深入的學(xué)習(xí)。在與你的水平略有超出的問(wèn)題上下功夫，將是你取得最大進(jìn)步的領(lǐng)域。
以下是作者結(jié)合個(gè)人經(jīng)歷以及參賽者口述整理的一份晉升時(shí)間線，可供同學(xué)們參考：
從青銅級(jí)別到白銀級(jí)別 → 2-4個(gè)月 → 銀級(jí)別
從白銀級(jí)別到黃金級(jí)別 → 5-8個(gè)月 → 金級(jí)別
從黃金級(jí)別到白金級(jí)別 → 6-12個(gè)月 → 鉑金級(jí)別
從白金級(jí)別到集訓(xùn)隊(duì)（取決于你所在年級(jí)） → 3-5個(gè)月
??我基于我在初中時(shí)學(xué)到的編程語(yǔ)言基礎(chǔ)，進(jìn)行了如下備戰(zhàn)：
1. 在備戰(zhàn)銅級(jí)階段，我每天會(huì)花至少1個(gè)小時(shí)鞏固我選擇的編程語(yǔ)言（C++）的基礎(chǔ)。我復(fù)習(xí)了語(yǔ)法、變量、數(shù)據(jù)類(lèi)型等基本概念。
2. 此外，我每周會(huì)保留至少10小時(shí)的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)初級(jí)算法，包括循環(huán)、條件語(yǔ)句、數(shù)組和字符串操作等，平均每天約1.5小時(shí)。這些基本工具是解決銅級(jí)問(wèn)題所必需的，也是進(jìn)一步挑戰(zhàn)銀級(jí)題目的基礎(chǔ)。
3. 我努力解決了USACO銅級(jí)題庫(kù)中的初級(jí)問(wèn)題，每天至少兩道。這有助于我鞏固我所學(xué)的基本概念，并在實(shí)際問(wèn)題中進(jìn)行了應(yīng)用。
4. 為了模擬實(shí)際競(jìng)賽環(huán)境，我定期（平均一月一次）參加模擬比賽，如洛谷等，在這些比賽中提高了我的解題速度和思維敏捷度。
一旦我準(zhǔn)備好進(jìn)入銀級(jí)競(jìng)賽階段，我加強(qiáng)了對(duì)高級(jí)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，以應(yīng)對(duì)更高難度的問(wèn)題。我的備戰(zhàn)時(shí)間分配發(fā)生了以下變化：
1. 我投入更多的時(shí)間，每天花費(fèi)2小時(shí)學(xué)習(xí)高級(jí)算法，例如貪心、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖算法等，還有常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如樹(shù)、圖、堆等。
2. 我著重解決了USACO銀級(jí)題庫(kù)中的中級(jí)問(wèn)題，這些問(wèn)題通常需要更復(fù)雜的算法和更深入的思考。
3. 我更多地刷題和練習(xí)，保持每天解決3道題目的頻率，每周大約解決21道題目。這有助于我掌握不同類(lèi)型的算法應(yīng)用，因?yàn)殂y級(jí)問(wèn)題通常需要更多的嘗試和實(shí)驗(yàn)。
4. 我積極參與了在線編程競(jìng)賽，如Codeforces、Topcoder等，以鍛煉自己在實(shí)時(shí)競(jìng)賽中的表現(xiàn)。
5. 隨著問(wèn)題復(fù)雜度的增加，我更加注重了代碼的優(yōu)化和時(shí)間管理，以在競(jìng)賽中高效地解決問(wèn)題。
總體來(lái)說(shuō)，備戰(zhàn)USACO需要持續(xù)的努力和堅(jiān)持。而晉級(jí)所需的時(shí)間也因?qū)W生在美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽上投入的時(shí)間不同而有所差異。在暑假期間，作為初學(xué)者，銅升銀或許只需2-3個(gè)月，但在學(xué)年期間，由于校內(nèi)功課的緣故，可能需要延長(zhǎng)至4-7個(gè)月。在不同的階段，同學(xué)們需根據(jù)自己的水平和目標(biāo)來(lái)調(diào)整備戰(zhàn)計(jì)劃，以確保逐步提升編程和算法技能。
最后，以合適的方式準(zhǔn)備的美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽白銀級(jí)別選手應(yīng)該在不到兩年的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備好進(jìn)入美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克夏令營(yíng)。為確保你在這個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)和機(jī)遇的旅程中做好準(zhǔn)備，請(qǐng)同學(xué)們一步一個(gè)腳印，穩(wěn)扎穩(wěn)打。
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