Hallo-Welt-Seminar ICPC in a nutshell

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1 Hallo-Welt-Seminar ICPC in a nutshell Tobias Polzer 11. April 2016 Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

2 Überblick 1 C++ - Intro 2 Inputgrößen und Komplexitäten 3 ICPC - Wettbewerbe 4 Teamstrategien 5 Trainingsmöglichkeiten Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

3 C++ - Intro Tipps zum ICPC Verwendung von Vektoren oder statischen Arrays (kein malloc/new/free/delete) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

4 C++ - Intro Tipps zum ICPC Verwendung von Vektoren oder statischen Arrays (kein malloc/new/free/delete) Verwendung des headers, um kürzeren Code zu produzieren (insbesondere all, ll, FOR) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

5 C++ - Intro Tipps zum ICPC Verwendung von Vektoren oder statischen Arrays (kein malloc/new/free/delete) Verwendung des headers, um kürzeren Code zu produzieren (insbesondere all, ll, FOR) Verwendung implementierter STL-Methoden Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

6 C++ - Intro kompilieren von datei.cpp mit $ e x p o r t CXXFLAGS= Wall Wextra O g s t d=c++11 $ make d a t e i #(nach jeder Modifikation von datei.cpp) Testen von datei.cpp mit dem Sampleinput in datei.in und Sampleoutput in datei.out: $. / d a t e i < d a t e i. i n d i f f us d a t e i. out Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

7 C++ Intro - STL Container Nützliche STL Container: vector, list, dequeue, (unordered )(multi)set, (unordered )(multi)map Referenz unter: en.cppreference.com/w/cpp Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

8 C++ Intro - STL Container pair<?,?> bzw. tuple<...> Erzeugung: pair<int, int> a = make pair(3, 7); tuple<bool, double, double> b = make tuple(true, 1e-7,.1); Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

9 C++ Intro - STL Container pair<?,?> bzw. tuple<...> Erzeugung: pair<int, int> a = make pair(3, 7); tuple<bool, double, double> b = make tuple(true, 1e-7,.1); Zugriff: a.first = a.second + get<0>(b); double x, y; tie(ignore, x, y) = b; a.first = get<a.first>(b); Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

10 C++ Intro - Einlesen / Auslesen p a i r <i n t, i n t > gettwo ( ) { i n t a, b ; c i n >> a >> b ; cout << J u s t read << a << and << b << e n d l ; r e t u r n mp( a, b ) ; } Falls zu langsam: ios base::sync with stdio(false) \n statt endl C Methoden natürlich auch verwendbar (printf, scanf, etc) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

11 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

12 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) (stable )sort / nth element Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

13 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) (stable )sort / nth element lower/upper bound / equal range Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

14 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) (stable )sort / nth element lower/upper bound / equal range set intersection/union/difference Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

15 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) (stable )sort / nth element lower/upper bound / equal range set intersection/union/difference all/any/none of / count / find Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

16 C++ - Intro - STL Header verwenden! FORIT / FOR / for(auto x :...) (stable )sort / nth element lower/upper bound / equal range set intersection/union/difference all/any/none of / count / find search Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

17 C++ - Intro - STL is sorted Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

18 C++ - Intro - STL is sorted unique Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

19 C++ - Intro - STL is sorted unique next/prev/is permutation Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

20 C++ - Intro - STL is sorted unique next/prev/is permutation copy / fill / iota Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

21 C++ - Intro - STL is sorted unique next/prev/is permutation copy / fill / iota rotate / reverse Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

22 C++ - Intro - STL is sorted unique next/prev/is permutation copy / fill / iota rotate / reverse (min/max) element / max({a, b, c, d}) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

23 C++ - Intro - STL is sorted unique next/prev/is permutation copy / fill / iota rotate / reverse (min/max) element / max({a, b, c, d}) swap Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

24 C++11 Lambdaausdrücke Nützlich z.b. als Vergleichsfunktion für sort i n t a = 3 ; auto f 1 = [ = ] ( i n t b ) { r e t u r n a+b ; } ; auto f 2 = [ & ] ( i n t b ) { r e t u r n a+b ; } ; // auto f 3 = [ ] ( ) { r e t u r n a ; } > c o m p i l e e r r o r a = 1 0 ; cout << f 1 ( 1 ) << << f 2 ( 1 ) << e n d l ; erzeugt: 4 11 Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

25 C++11 auto auto i = 3 ; // i n t auto j = 3LL ; // l o n g l o n g Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

26 C++11 auto auto i = 3 ; // i n t auto j = 3LL ; // l o n g l o n g v e c t o r <i n t > v ; c o n s t auto v2 = v ; // c o n s t v e c t o r <i n t > auto i t = b e g i n ( v ) ; // v e c t o r <i n t >:: i t e r a t o r auto i t 2 = b e g i n ( v2 ) ; // v e c t o r <i n t >:: c o n s t i t e r a t o r Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

27 Überblick 1 C++ - Intro 2 Inputgrößen und Komplexitäten 3 ICPC - Wettbewerbe 4 Teamstrategien 5 Trainingsmöglichkeiten Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

28 Inputgrößen und Komplexitäten Betrachte Algorithmus mit Laufzeit O(f (I)), wobei I die Gesamtheit der Inputgrößen darstellt. Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

29 Inputgrößen und Komplexitäten Betrachte Algorithmus mit Laufzeit O(f (I)), wobei I die Gesamtheit der Inputgrößen darstellt. Grober Richtwert: f (I max ) 10 6 bei mehreren Testcases im Input f (I max ) 10 8 bei nur einem Testcase im Input Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

30 Inputgrößen und Komplexitäten Betrachte Algorithmus mit Laufzeit O(f (I)), wobei I die Gesamtheit der Inputgrößen darstellt. Grober Richtwert: f (I max ) 10 6 bei mehreren Testcases im Input f (I max ) 10 8 bei nur einem Testcase im Input Auf folgendes muss zusätzlich geachtet werden. Komplexität verwendeter Operationen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

31 Inputgrößen und Komplexitäten Betrachte Algorithmus mit Laufzeit O(f (I)), wobei I die Gesamtheit der Inputgrößen darstellt. Grober Richtwert: f (I max ) 10 6 bei mehreren Testcases im Input f (I max ) 10 8 bei nur einem Testcase im Input Auf folgendes muss zusätzlich geachtet werden. Komplexität verwendeter Operationen Funktionen die von STL-Funktionen verwendet werden (z.b. Vergleichsoperator bei sort) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

32 Überblick 1 C++ - Intro 2 Inputgrößen und Komplexitäten 3 ICPC - Wettbewerbe 4 Teamstrategien 5 Trainingsmöglichkeiten Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

33 ICPC - Wettbewerbe Local Contests: Wintercontest FUN! GCPC - Vorausscheidung zur Findung der Uni-Teams Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

34 ICPC - Wettbewerbe Local Contests: Wintercontest FUN! GCPC - Vorausscheidung zur Findung der Uni-Teams Regional Contests: regionale Ausscheidungen unsere Region: NWERC ( in Bath, UK) Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

35 ICPC - Wettbewerbe Local Contests: Wintercontest FUN! GCPC - Vorausscheidung zur Findung der Uni-Teams Regional Contests: regionale Ausscheidungen unsere Region: NWERC ( in Bath, UK) World Finals - Weltmeisterschaft: nächstes Jahr in Amritapuri, Indien (vermutlich) FAU hat 2003, 2010, 2011 und 2015 teilgenommen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

36 ICPC - Wettbewerbe fünf Stunden Zeit ein Computer drei Personen je Team acht bis dreizehn Aufgaben Rangliste nach gelösten Aufgaben und benötigter Zeit Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

37 Überblick 1 C++ - Intro 2 Inputgrößen und Komplexitäten 3 ICPC - Wettbewerbe 4 Teamstrategien 5 Trainingsmöglichkeiten Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

38 Teamstrategien Problem: fünf Stunden sind schneller vorbei als man denkt effiziente Ressourcennutzung notwendig! Koordination der Zeiten an Tastatur / Bildschirm sehr wichtig! Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

39 Teamstrategien Voraussetzungen für gute Koordination: gute Selbsteinschätzung Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

40 Teamstrategien Voraussetzungen für gute Koordination: gute Selbsteinschätzung gute Einschätzung der Teamkollegen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

41 Teamstrategien Voraussetzungen für gute Koordination: gute Selbsteinschätzung gute Einschätzung der Teamkollegen Kooperationsfähigkeit Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

42 Teamstrategien nicht sofort auf das erstbeste Problem stürzen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

43 Teamstrategien nicht sofort auf das erstbeste Problem stürzen bei Unsicherheiten kann Paarprogrammierung sinnvoll sein Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

44 Teamstrategien nicht sofort auf das erstbeste Problem stürzen bei Unsicherheiten kann Paarprogrammierung sinnvoll sein Programme bereits auf Papier coden Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

45 Teamstrategien nicht sofort auf das erstbeste Problem stürzen bei Unsicherheiten kann Paarprogrammierung sinnvoll sein Programme bereits auf Papier coden Computer nur zum Tippen nicht zum Denken Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

46 Teamstrategien nicht sofort auf das erstbeste Problem stürzen bei Unsicherheiten kann Paarprogrammierung sinnvoll sein Programme bereits auf Papier coden Computer nur zum Tippen nicht zum Denken nicht zu viele Aufgaben anfangen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

47 Teamstrategien - kein AC bei SEGFAULT: AddressSanitizer, UndefinedBehaviorSanitizer (-fsanitize=address,undefined) Falls Fehler in STL auftritt: davor ungültigen Iterator verwendet? (-D GLIBCXX DEBUG) Falls Variablen komische Werte haben: ungültiger Index in einem lokalen Array? valgrind Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

48 Teamstrategien - kein AC bei SEGFAULT: AddressSanitizer, UndefinedBehaviorSanitizer (-fsanitize=address,undefined) Falls Fehler in STL auftritt: davor ungültigen Iterator verwendet? (-D GLIBCXX DEBUG) Falls Variablen komische Werte haben: ungültiger Index in einem lokalen Array? valgrind zusätzliche Testcases generieren Randfälle prüfen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

49 Teamstrategien - kein AC bei SEGFAULT: AddressSanitizer, UndefinedBehaviorSanitizer (-fsanitize=address,undefined) Falls Fehler in STL auftritt: davor ungültigen Iterator verwendet? (-D GLIBCXX DEBUG) Falls Variablen komische Werte haben: ungültiger Index in einem lokalen Array? valgrind zusätzliche Testcases generieren Randfälle prüfen auf Überläufe oder Rundungsprobleme prüfen Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

50 Teamstrategien - kein AC bei SEGFAULT: AddressSanitizer, UndefinedBehaviorSanitizer (-fsanitize=address,undefined) Falls Fehler in STL auftritt: davor ungültigen Iterator verwendet? (-D GLIBCXX DEBUG) Falls Variablen komische Werte haben: ungültiger Index in einem lokalen Array? valgrind zusätzliche Testcases generieren Randfälle prüfen auf Überläufe oder Rundungsprobleme prüfen Laufzeit prüfen bzw. Endlosschleifen lokalisieren Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

51 Beispielproblem Ein ungerichteter Graph soll in zwei Farben (schwarz und grau) gefärbt werden, so dass je zwei benachbarte Knoten nicht die gleiche Farbe haben. Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

52 Überblick 1 C++ - Intro 2 Inputgrößen und Komplexitäten 3 ICPC - Wettbewerbe 4 Teamstrategien 5 Trainingsmöglichkeiten Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24

53 Trainingsmöglichkeiten Google Code Jam code.google.com/codejam FAU Onlinejudge icpc.cs.fau.de/oj Topcoder Codeforces ACM-ICPC Live Archive icpcarchive.ecs.baylor.edu UVa Codechef Tobias Polzer ICPC in a nutshell 11. April / 24