程序、竞赛与算法

《程序、竞赛与算法》是老文章,里面讲的内容基本过时,没有什么意思。重新放出来是希望大家记得,在我们的CS学院,ACM竞赛是很牛逼的事情。--作者注


2013年左右,笔者抽空关注了一下某些程序设计竞赛的书。我是竞赛盲,没有参加过任何程序竞赛,不过我就喜欢折腾、瞎想,顺便也与几位搞过ACM竞赛的同学探讨相关问题。

首先,我找来某同学推荐的《挑战程序设计竞赛(第2版)》( 作者: 秋叶拓哉 / 岩田阳一 / 北川宜稔 出版社: 人民邮电出版社 译者: 巫泽俊 / 庄俊元 / 李津羽 出版年: 2013-6)翻看了一下,挺有意思。加上我之前买的刘汝佳的几本竞赛书,我对程序竞赛有了一点点认识。我就想,一本讲竞赛的书与一本算法书有什么区别呢?比如,《算法导论》?

挑战程序设计竞赛(第2版)

然后主要是针对《挑战程序设计竞赛》和《算法导论》进行了一些比较。我发现,从内容的组织上它们有非常类似之处:从基本的数据结构出发(堆、栈、树、图),讲解一些基本的算法,然后贪心法、回溯法,进而动态规划,网络流,计算几何,再加上一些数学知识,主要以数论、组合数学为主的知识。尽管类似,但是又有非常明显的区别。(《数据结构》、数论、概率等本身就独立成课,使得分析下去会更复杂。《算法导论》有数据结构的内容,但显然这部分内容并非必须。)

主要体现在,竞赛书的讲解主要针对特定的题目,强调技巧和程序。算法书针对已知问题(难题),强调准确性、系统性和通用性。我列表如下,其中有些结论我心目中不是那么武断,只是写下来就成了这个样子,大家可以探讨:

           目标       系统性  理论性  技巧性   关注点    趣味性  学习要求
 算法学习: 学科训练     强      强     较弱    通用难题   较弱      高
 ACM竞赛: 比赛        较弱     弱     强      特定问题   强        高

注:难题,我指的是理论上准确定义的无高效算法的那一类问题。有了准确定义之后,世界上就只有一种难题。特定问题,我想说,它们是被设计出来而且必然有答案的“玩具”题,对很多人也许很难,但本质上一定是“容易”的问题。

以上比较还没涉及另一个关键词:程序。竞赛培训书都会讲一点编程,一般也会分析不少的代码,而算法书大多是用伪代码,而不会讲程序。值得注意,竞赛书会涉及编程,但又绝不能替代程序设计的入门教程。所以,我这里列出了三个关键词:程序、竞赛和算法。恰恰竞赛就在“程序”与“算法”的中间,是利用程序和算法思路去解题。竞赛当然需要高IQ、丰富的想象、高超的技巧和有针对性的强化培训。值得注意并且我想强调的是,竞赛训练并不能替代编程的训练和算法的学习。希望通过程序竞赛来进行程序和算法的学习,或者寄望其可强化学习或作为高阶训练,就显得有点不切实际。

计算学科发展这么几十年,在基础科目上都有非常专门的训练内容。请大家记住这一点,也许你缺乏这些训练,只是你缺乏,而不是教学内容上缺乏。而且这种训练绝不能用竞赛的训练来替代。对此缺乏足够认识的同学将要碰钉子的!如何有针对性地进行学科训练则不是本文所讨论的问题。

总之,我现在的建议是:竞赛本身是非常有意思的活动,它帮助了程序设计的训练和算法的学习,激发了同学们的学习兴趣,也有助于培养学习能力、交流能力、团队精神,值得提倡。但是竞赛不能替代编程与算法的学科训练。编程与算法是计算机学科的两大基本学科内容,是必修的基础科目,需要系统地强化训练与学习。

2017年7月6日整理

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