大学程式能力检定：CPE祕笈 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2024

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　　本教材设计包含三个面向：系统、基础、题解。在系统方面，我们在第一章介绍ACM-ICPC及CPE的发展与规则；第二章介绍CPE线上(on-line)练习与现场(on-site)考试的系统与机制；第三章介绍一个本机端的练习软体——疯狂程设，它透过测资脚本与批改脚本让学生在练习中减少语法、语意与逻辑的错误，也透过短码竞赛让学生能更精简地撰写程式。

　　在基础方面，第四章介绍C与C++输入输出的函式与格式，减少初学学生因为程式输出输入问题造成上传程式错误的可能；第五章有系统地讲解解题技能，从理解题意到挑选合适的演算法（包括排序、搜寻、贪心(greedy)、动态规划、图形走访、最小生成树、最短路径、最大流等常用演算法）不一而足，同时考量程式执行时间与记忆体用量，并交代如何设计测资以在上传程式前检验程式的正确性；最后提醒要善用既有资源，利用函式库来设计解题所需的功能，以减少撰写程式的时间。

　　在题解方面，我们依据难易等级提供三章共84题之题解，另有8题用在前面章节中做为例子。第六章至第八章分别是一颗星至三颗星题目之题解，除了区分难易度，再依据题型分节，其中包含字元与字串、数学计算、大数运算、几何、排序、图论、模拟、动态规划等。读者可以透过本书进入程式设计之门，并培养精进解题与程式的实力。

作者简介

林盈达

　　现职：国立交通大学资讯工程学系教授
　　学历：UCLA电脑科学博士
　　专长领域：网路协定设计、实作、分析与测试；网路安全、无线通讯及嵌入式软硬体效能

黄世昆

　　现职：国立交通大学资讯技术服务中心副主任
　　学历：交通大学资讯工程博士
　　专长领域：软体自动测试研究、软体安全、自动攻击产生器(CRAX)

杨昌彪

　　现职：国立中山大学资讯工程学系教授兼系主任
　　学历：清华大学资讯科学博士
　　专长领域：演算法及其延伸应用；字串、档案相似度比对相关演算法之设计与分析

叶正圣

　　现职：铭传大学资讯传播工程系助理教授
　　学历：台湾大学资讯工程博士
　　专长领域：电脑图学、虚拟实境、电脑视觉及互动技术

谢育平

　　现职：铭传大学资讯工程学系助理教授
　　学历：台湾大学资讯工程博士
　　专长领域：计算组合学、网路路由技术、数位典藏、图书馆自动化、光学文字辨识与课程自动化

第一章  程式能力检定简介
第二章  程式能力检定评审系统
第三章  疯狂程设软体
第四章  C/C++基本输入与输出
第五章  由基础至进阶
第六章  一颗星题解
第七章  二颗星题解
第八章  三颗星题解

CHAPTER1程式能力检定简介
1.1 ACM国际大学程式竞赛

ACM ICPC（International Collegiate Programming Contest，国际大学程式竞赛）是由 ACM（Association for Computing Machinery，国际计算机器协会）主办的一年一次程式设计竞赛。借由竞赛方式来展现大学生创新能力、团队精神，以及在压力下编写程式、分析和解决问题的能力。自从1970年代开创以来，经过三十多年的发展，ACM ICPC已成为全球电脑界中历史最悠久且最具影响力的程式竞赛。以2011至2012年为例，参加各地区域赛的队伍超过8000队，涵盖88个国家及超过2000所大学。区域赛优胜队伍会再集中于一处参与世界总决赛的竞逐。以下列举ACM ICPC的重要里程碑：

• 1970年：美国Texas A&M University大学程式设计比赛。
• 1977年：第一次举办世界总决赛。
• 1977至1989年：参与比赛的大学主要来自美国与加拿大。
• 1989年：建立区域赛(regional)制度，优胜队伍才能参加世界总决赛。
• 1991年：亚洲首支队伍（台湾交通大学）参加世界总决赛。
• 1995年：首度举办亚洲区域，并在台湾举行，由国立政治大学办理。
• 1996年以前：历年赞助厂商依序为Apple、AT&T和Microsoft。
• 1997年之后：IBM公司为此竞赛的主要赞助商。
• 1997年：参赛队伍1100队，来自560个大学。总决赛地点在美国圣荷西，代表台湾的台湾大学荣获总决赛第4名，这是台湾队伍首次进入前十名。
• 2002年：中国的队伍首度获得总决赛冠军——上海交通大学。
• 2010年：参赛队伍7900队，台湾的队伍获得有史以来最好的成绩，为总决赛第三名——台湾大学。
• 2011年：世界总决赛原订于埃及沙姆沙伊赫举行，但由于埃及当时发生暴动，因而将总决赛地点更换为美国奥兰多。

自1997年以来的参赛队伍数量与冠军队伍，详列于表1.1。
表1.2、表1.3与表1.4分别列出2010年、2011年与2012年世界总决赛排名较为前面的队伍。2010年前13名的队伍，俄罗斯与中国合计佔了9个；2011年前12名的队伍，俄罗斯与中国合计佔了7个；2012年前12名的队伍，俄罗斯与中国合计佔了6个。由此可以看出世界顶尖的优秀队伍超过半数集中于俄罗斯与中国，代表这两个国家对于程式设计的能力非常重视。

1.2 ACM ICPC题目库
ACM ICPC举行三十余年，所累积的宝贵资源，就是历次的比赛题目。有些题目已经收录于UVa线上评审网站（UVa online judge，网址为http://uva.onlinejudge.org/，其中UVa乃指西班牙瓦拉多利大学(Universidad de Valladolid)），目前累积已经超过3600题。全世界各地有许多人士在其上註册帐号，进行练习，以提升程式设计能力。

该网站也会列出各题被解决的情形，以便让人区分难易程度，如图 1.1所示。中间的部分代表所有送出的程式码被线上评审伺服器认可为正确的比例。由于线上评审伺服器可随时评审程式码，故使用者对于尚未被评审认可的程式码可以再次递送，直到正确为止。图的最右侧代表该题最后递送出正确程式码的使用者比例。

所有ACM ICPC题目均有固定格式，每题包含General Description（一般描述）、Input Format（输入格式）、Output Format（输出格式）、Sample Input（输入范例）、Sample Output（输出范例）共五大部分。每题长度大约一至三页左右。图1.2为题目范例。

虽然收录于UVa网站的ACM ICPC题目库，对于每一题均有递送正确程式码的百分比，以及正确解题的使用者百分比，但仍不足以完全分辨其难易程度。我们为了让学习者可以了解适合练习的题目，并让教师可以配合授课课程内容做为学生之实作或测验题目，乃将题目区分为五个等级，如下所示：

• 一颗星(level 1)：学习完计算机概论之后即可解答（专家级设计师大约可于10分钟撰写完毕）。
• 两颗星(level 2)：学习完资料结构之后才能解答或是苦工题（专家级设计师大约可于10至30分钟撰写完毕）。
• 三颗星(level 3)：需良好的演算法或数学方法才能解答（专家级设计师大约可于30至100分钟撰写完毕）。
• 四颗星(level 4)：需要特殊的演算法或是综合多种演算法才能解答（专家级设计师需要超过100分钟才能撰写完毕）。
• 五颗星(level 5)：超越四颗星的极特殊题目。

1.3 大学程式能力检定(CPE)
「ACM亚洲区台湾赛区大专程式设计竞赛」自1995年起，每年在台湾各大学轮流举行。为了提升国内大学生的程式设计能力，各大学相关科系的教授于2008年组织了「国际计算机器协会程式竞赛台湾协会」（ACM-ICPC Contest Council for Taiwan，简称ACM-ICPC Taiwan Council），做为跨校交流与合作的平台。该协会下设三个委员会如下：

1. 推动委员会：负责资源与庶务之整合，原则上由参与学校之计算机中心（或等同单位）主任或资讯系系主任组成。

2. 技术委员会：由教练与命题老师组成，负责培训与命题事务，原则上成员须具备程式培训与命题之能力与经验。

3. 大学程式能力检定委员会（Collegiate Programming Examination Committee，简称CPE Committee）：共同举办CPE程式检定考试，由已参与及即将参与举办CPE检定考试之学校代表参加，该学校代表原则上为该校考场负责人。

大学程式能力检定（Collegiate Programming Examination，简称CPE）旨在提升全台湾学生的程式设计能力，由学生透过线上程式设计，利用电脑自动评判，以检测程式设计能力。CPE每年办理四次，大约为每年的3、6、9、12月。CPE採电脑现场上机考试，以电脑自动评判，并由各校派员监考。考试时，会封闭与考试无关的网路。考生除纸本字典外，不能携带任何资料。考生若为大专学生，可免费报名。CPE的标志如图1.3所示。

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