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# 從零開始的競程介紹

## 甚麼是競程?

競程就是程式競賽的簡寫，通常是比一些演算法題目的程式實作。

這是廣大資訊領域中的一小個分支而已，但對中學生來說，因為有很多專門的比賽和檢定對升學很有幫助，所以現在越來越熱門。

## 甚麼樣的人適合競程?

競程的練習方式就是寫題目和學習新的演算法，適合喜歡思考或寫程式的人來加入。但最重要的還是看自己有沒有興趣，可以先嘗試用Online Judge解一些題目來判斷(後面會介紹甚麼是Online Judge)。

可以先參考[這部影片](https://www.youtube.com/watch?v=ueNT-w7Oluw&ab_channel=WilliamLin)的前30秒。

## 要怎怎麼入門?

入門可能會比較辛苦一點，但只要能找一些人陪你一起練習或加入一些優質社團(~~像是MDCPP~~)，一定能體會到其中的樂趣。

### 要先學哪種語言?

首先要比程式競賽當然要會程式語言，現在最主流的是 `C++` 和 `Python`(但最通用的還是`C++`，`Python`有些比賽不能使用)，**所以建議初學者先去學習** `C++`。

學習程式語言其實真的和學習一門新的語言很像，一開始會甚麼都看不懂，只能靠死記硬背，但只要撐過這段時期，程式語言也沒有想像中那麼複雜困難。而且學習完一種程式語言後，學習其他程式語言的速度也會大幅加快。

### 學習資源

很多人可能會好奇，應不應該買書?
如果你只是要學習程式語言**語法**的話，我的回答會是**不要**。

去書店看看的話，會發現有關程式語言的書都又厚又貴。
如果你真的不信邪買了一本回家的話，大概讀不到 1 / 4，就開始拿它來蓋泡麵了(~~本人家裡就有一本QQ~~)。

這種又厚又重的書被我們稱為字典書，就真的是和字典一樣的存在，裡面雖然語法用法齊全，但還要花時間翻找，而且這些資源其實上網搜尋也能輕鬆得到，所以不建議大家買書。

要學習資源的話，上網找就能獲得很多了，這邊提供幾個比較優質的。

- [Solo Learn](https://www.sololearn.com/home)
- [新竹實驗中學C++程式語言教學講義](https://hackmd.io/@CLKO/B18yT_i5Z)
- [USACO Guide](https://usaco.guide/dashboard/)

第一個是專門學習程式語言的網站，而且不會一直要你付錢。
第二個是很棒的講義，後面的演算法部分也不很不錯。
第三個是美國的IOI國手做的IOI培訓專用網站，從非常簡單到非常難都有。

## 電資圈介紹

因為下面可能會用到一些比較特殊的用語，所以先和大家做個介紹。

### 名詞定義
**電資圈** : 泛指對資訊有興趣的中學生所組成的團體。
**電神** : 每次在比賽中都打爛你的神人，ex : ICEYLEMON。
**水題** : 泛指簡單的題目，對每個人來說可能不太一樣。
**燒雞** : 指比賽打爛，或程式打爛。
**裝弱** : 電神最愛做的事。

### 打招呼方式 Orz
跟著做就對了，如果是電資圈的人一定會回應你的XD

### 對話範例

電神A : 我比賽又燒雞了。
電神B : 你明明就第一名，你裝弱。
電神A : 否阿你都解出我不會的題目，我超弱。
電神B : 我只會解水題阿，我更弱。
電神A : 你都把我不會的題目當水題解，你超電。
電神B : 否阿，我超弱。
電神A : 我更弱。
電神B : 我最弱。
...
...
接著就進入無限裝弱迴圈。

## OJ (Online Judge 系統)

### 甚麼是 Online Judge?

就是一個你可以找到題目並且上傳程式碼獲得反饋的地方，有些OJ還會提供線上比賽、題解等功能。

舉個例子，[TIOJ A+B問題](https://tioj.ck.tp.edu.tw/problems/1002)。

這是建中的OJ，上面的題目從很簡單到很難都有。

而這題就是一個很簡單的題目，點進去看後會發現他直接把程式碼給你了。

#include <iostream>
using namespace std;
int  main()
{
    int a,b;
    cin >> a >> b;
    cout << a+b << endl;
    return 0;
}

只要把這個程式碼複製並submit(提交後記得多重新整理幾次( 某匿名人士：F5非常重要) )，就會看到滿滿的綠色東西，代表你的程式碼正確(Accepted : 簡稱 AC)，相信這會是你以後最喜歡看到的東西。

<a style="color:green;font-size:40px">AC</a>


<a style="color:red;font-size:40px">WA</a>

但如果你的程式碼輸出的答案錯誤，你就會拿到紅紅的 Wrong Answer。


<a style="color:black;font-size:40px">CE</a>

Compile error 的縮寫，代表你的程式不能被正確編譯，通常會把編譯錯誤的訊息給你看。


上面這個例子就是忘記宣告變數 `a, b`

<a style="color:blue;font-size:40px">TLE</a>

Time limit exceed 的縮寫，代表你的程式執行太久了，可能需要改進。


<a style="color:gold;font-size:40px">MLE</a>

Memory limit exceed 的縮寫，代表你的程式使用了過多的記憶體。



在TIOJ上MLE也包括了存取記憶體不當的情況(SE或RE)，但有些則會把他歸類成下面會提到的RE。

<a style="color:purple;font-size:40px">RE</a>

Runtime error的縮寫，通常是陣列開太小、遞迴太深等問題，但詳細情形太多也沒辦法簡單說清楚，是個比較麻煩的錯誤訊息。

### 小結

上面提到的OJ回饋在不同OJ上可能都會有些許不同，但大方向都是要幫助你把錯誤的程式碼改成正確的，好好看懂這些回饋，可以減少自己的debug時間。

## 各大OJ介紹

現在好用的OJ真的非常多，但每個OJ的優點可能都不太一樣，所以這邊會介紹一些對初學者比較有用的OJ，可以大概分為基礎和進階兩類。

### 基礎篇

並不是說基礎篇的OJ中就不會有難題出現，但裡面會有很多題目都是為新手準備的，因此適合用來打基礎。

### [MDCPP Judge](http://mdcpp.mingdao.edu.tw/)

我們明道中學學生專用Judge，裡面有很多練習語法的題目和一些MDCPP講師自己出的有題目，也有搬運許多NPSC的考題，而且還有許多場模擬賽可以打，雖然分類有點亂，但是個只要認真找就能找到好題目的網站。

因為不開放自行註冊，想要帳號可以加入MDCPP或是去私訊MDCPP講師。

### [Green Judge](http://www.tcgs.tc.edu.tw:1218/)

台中女中的Judge，裡面的題目非常適合初學者，尤其是基礎題庫和初級題庫，想打好基礎的同學應該把那100題都寫完。

但網頁速度偏慢，而且只支援到 `c++98`，不支援萬用標頭檔 `bits/stdc++.h`。

### [Zero Judge](https://zerojudge.tw/)

傳說中的水題網站，裡面雖然會有一些好題但水題仍佔了絕大多數，所以對初學者來說相對友善，可以輕鬆刷題增加信心，但不建議花太多時間在Zero Judge的水題上面。

上面會有一些學科能力地區賽的題目、模板題和Uva翻譯題還是很不錯的。

### 進階篇

這些OJ的題目普遍都會用到演算法或一些競程技巧，有些還會定期舉辦線上比
賽。
因為內容有點多，而且可能對初學者來說可能比較難以理解，所以**初學者可以先跳過**。

### [Codeforces](https://codeforces.com/)

全英文網站，簡稱CF，幾乎每個禮拜都至少有一場比賽，難度分為div1, 2, 3(從難到簡)。
幾乎所有打競程的人都會使用的網站，打完比賽後會有 Rating(排名分數)，有時候會作為一個衡量一個人實力的方式，但也不一定完全準確。

CF比賽的題目有時候偏向腦筋急轉彎或是奇怪小技巧，所以如果轉不過來的話就會打不好，建議新手不要太把Rating當回事，等有一定的實力再去想辦法提升Rating就好。

### [Atcoder](https://atcoder.jp/home)

全英文網站，或者也可以看日文，也會有線上比賽。

現在的比賽通常都是
- ABC (Atcoder Beginner Contest)
- ARC (Atcoder Regular Contest)

ABC的前三題都是非常水的題目，第四題通常也不會太難，第五題通常是經典演算法或資料結構題，第六題之後就會變得相當困難。

就算新手來打也至少能解個三題，所以相對於Codeforces的比賽，我比較推薦從ABC開始打。

ARC的難度就比較浮動，但整題來說會比ABC難。

打完比賽也會排Raiting，但比較少人在意。

之前還有AGC，是比ARC還要難的比賽，現在很少出現了(出現了應該也打不了，Rating要求很高)。

### [CSES](https://cses.fi/problemset/)

也是全英文，對提升實力非常有幫助的一個網站，每個主題都分得很清楚，題目也有按照難度排序，而且都是很經典的題目，可以配合[CP hand book](https://usaco.guide/CPH.pdf)一起使用。

### [TIOJ](https://tioj.ck.tp.edu.tw/)

上面有介紹過，這是建中的Judge，裡面會有許多電神自己出的題目，也會有一些TOI初選、模考、還有近幾年全國賽的題目，總之是建議在有一定實力之後再去刷裡面的題目。

## OJ使用守則

上面提到了這麼多OJ，如果能有效率的運用每個OJ，實力一定會突飛猛進。

### 刷題

刷題也分為很多種，第一種是隨機刷題，這是在對大部分資料結構、演算法都有一定了解後會比較有用，有些OJ會用難度分類，可以選自己適合的難度然後隨機亂選，選了一題之後可以設個思考時間，超過思考時間之後如果還是完全沒想法就去看題解。

第二種是主題式刷題，就是選一個主題開始大量寫同種類的題目，這會讓你對那個主題的了解更加深刻，如果要進行主題式刷題的化可以上網找題單，或去和一些電神們要題目。

### 補題

如果你是喜歡打線上賽的人，但每次打完之後不會去把沒打出來的題目補完，那建議你不要再花時間打線上賽了，因為你都只打你會的題目，這樣進步會非常緩慢。

所以建議大家，一場比賽如果解了3題，**至少**要去把第4題也解出來。線上賽通常都會有詳細的題解，所以不用怕寫不出來。

### Virtual

這個詞源自於CF上的一個virtual功能，可以讓你自己選時間打一場已經結束的比賽，現在衍伸成打模擬賽的意思。
這對熟悉比賽狀況，練習臨場反應都非常有幫助，可以在各種比賽前找考古題來和朋友們一起virtual。

## 比賽資訊

既然是程式競賽，當然會有很多比賽，每個比賽都有自己不同的特色和獎品，而且是可以和其他電神一起競爭的機會，一定要好好把握。

初學者一開始參加比賽可能都會被電得很慘，但還是要鼓勵大家多去參加，也是個認識一些其他學校的電神和他們交流的機會。

比賽介紹順去大致上是由基礎到進階。

### APCS

嚴格來說這只是檢定，但實作題目內容和競程題目一樣，都是演算法和資料結構的題目。
實作題總共有4題，難度大致分布如下。
1. 第一題，需要會使用迴圈。
2. 第二題，需要會雙層迴圈，通常程式碼會偏長，要有一定的實作能力。
3. 第三題，會出現演算法和資料結構，想法開始變難，程式碼通常不會太長。
4. 第四題，比較有變化的題目，也一定會用到演算法或資料結構，要靠自己實力的累積和一點運氣。

還沒學算法的初學者可以挑戰先打出前兩題，學完算法之後再挑戰3, 4題。
APCS最難的地方在於，你寫完程式不會給你即時的反饋，到最後你可能會發現你的分數比預期的低，所以在寫實做題的時候一定要注意，多自己寫一些測資去測試程式碼。

對於已能夠打出APCS前兩題的同學，可以參考吳邦一教授編的[APCS實作題從三級到五級](https://drive.google.com/drive/folders/10hZCMHH0YgsfguVZCHU7EYiG8qJE5f-m)，是非常好的一本講義，如果能全部看完且寫完習題，一定可以拿到五級。

### YTP

少年圖靈計畫，精誠資訊所辦的比賽，傳說中的佛心比賽，只要通過線上初賽，就可以參加有免費的披薩、炸雞的現場決賽，名次高的隊伍還可以獲得獎金和參加製作專題的機會。

沒錯，這是團隊賽，三個人用一台電腦，和大學端的ICPC比賽賽制類似。

### TOI 初選

這是在國高中階段打競程的人最想打好的一個比賽，因為這個比賽會選大約20位同學和學科能力競賽的前10名進行第一階段選手培訓，如果能繼續打進去第2階段，幾乎能保證可以不用考試直接上台大資工，對升學很有幫助。

但這個比賽聽起來就很難啊，怎麼會放在這麼前面講。沒錯確實是很難，但建議初學者也一定要去參加，對於**高一以下的學生**還有**女生**，會提供保障名額，要好好把握機會，進到選訓營一定會收穫非常非常多。

沒有被保障的學生也別氣餒，只要努力練習一定有機會靠自己的實力打進去。

要參加初選的條件是通過海選或有APCS 3級以上。

### 資訊學科能力競賽

分為校內初選、地區複賽、全國決賽，全國決賽的前10名可以進TOI選訓營。
校內初選和地區複賽的題目都是各地區和學校自己出的，所以無法保證難度和題目品質，像是台北複賽就會競爭得非常激烈。
但比到了全國賽就會好很多，還可以去住飯店😍，題目也非常有趣。

### NPSC

台大辦的比賽，題目整題偏難，大部分都是之前的IOI國手所出的題目。
也有分線上初賽和決賽，決賽的獎品真的非常棒，雖然要拿到也是非常困難。
這也是團隊比賽。

### IOI

International Olympiad in Informatics的縮寫，也就是國際資訊奧林匹亞，簡稱資奧。台灣每年只能派四個選手出去比賽，大家可以往這個目標努力看看。

### 大型線上比賽

#### [Google Kick Start](https://codingcompetitions.withgoogle.com/kickstart)
每年有8場，每場四題，前三題可能和APCS實作前三差不多或更難，第四題難度浮動很大。

#### [Google Code Jam](https://codingcompetitions.withgoogle.com/codejam)
一年一度的大比賽，從資格賽一直到總決賽，要一場一場打，如果排名在範圍內才能晉級，時間對台灣人比較不友善，有時候賽程剛好在上課時間根本沒辦法打(請公假也許是個不錯的選擇)，不然就是在半夜或凌晨，但就題目來說還是非常不錯有趣的，而且打得好的話會有T-shirt。

#### [FB Hacker Cup](https://www.facebook.com/codingcompetitions/hacker-cup/)
賽制和Code Jam差不多，也是很值得打的比賽。

## 比賽總結

其實還有非常非常多比賽，要自己小心留意，不要錯過了報名時間才後悔，所以建議大家多去追蹤一些電神的FB帳號，或是加入一些社群，隨時關心最新的比賽資訊。

打這些比賽很多時候也不一定是想要拿個好成績，更多時候是覺得有趣，並且和他人交流的一個機會，建議大家可以先多去試試看，一開始一定會被電爛，不要覺得丟臉，每次被電爛時也同時慢慢累積自己的實力，有一天也會換你去電別人。

## 學習資源統整

- [Solo Learn](https://www.sololearn.com/home)
- [新竹實驗中學C++程式語言教學講義](https://hackmd.io/@CLKO/B18yT_i5Z)
- [USACO Guide](https://usaco.guide/dashboard/)
- [APCS實作題從三級到五級](https://drive.google.com/drive/folders/10hZCMHH0YgsfguVZCHU7EYiG8qJE5f-m)
- [CP hand book](https://usaco.guide/CPH.pdf)
- [STL 教學講義](https://tioj.ck.tp.edu.tw/uploads/attachment/5/12/1_2.pdf)

要看完上面的資源應該就會花費不少時間了，尤其是下面三個，如果真的能全部看完打進出TOI一階一定沒問題了。

下面再提供一些資源，可以配合著做使用。

#### 其他學校培訓講義
- [版中講義](https://sites.google.com/site/pcshic/zi-xun-pei-xun)
- [建中講義](https://tioj.ck.tp.edu.tw/articles/5)

#### 競程百科

- [OI wiki](https://oi-wiki.org/)
- [CP Algorithms](https://cp-algorithms.com/)

#### 電神的網站

- [wiwiho 的競程筆記](https://cp.wiwiho.me/lessons/)
- [蛋餅的競程隨筆](https://omeletwithoutegg.github.io/)
- [雞塊的競程隨筆](https://www.jikuai.codes/)
- [iceylemon 的程式小空間](https://oosheepyerd79135.gitbook.io/iceylemon_cp/)
- [Sshwy's Notes](https://notes.sshwy.name/)

最後一個是大陸的神人，但大陸神人的blog真的太多了，而且有些真的很可怕，建議大家小心使用。