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大家好，我是楚有喬木，來自美國西海岸的一名高中生。作為一個熱衷于計算機(jī)科學(xué)的學(xué)生，在我升入七年級時的暑假開始，通過自主學(xué)習(xí)平臺如Khan Academy（可汗學(xué)院）和家長的引導(dǎo)，我踏上了編程領(lǐng)域的探索之旅。截止去年12月，我在北美計算機(jī)競賽的銅級別獲得滿分（1000/1000）的完美成績，以及在銀級別取得930/1000的高分，遠(yuǎn)超過及格線。在接下來的內(nèi)容中，我將為大家初步介紹這個競賽，分享我的備考經(jīng)驗，分析關(guān)鍵的知識點，并推薦教學(xué)資源。
隨著2023年秋季的到來，對編程產(chǎn)生興趣的同學(xué)們可以抓住這個時機(jī)，了解這個競賽，并為2023-2024賽季打下堅實基礎(chǔ)。這個機(jī)會不僅能夠增進(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)簡歷的榮譽。
美國計算機(jī)奧林匹克競賽（United States of America Computing Olympiad，USACO）是一項在線計算機(jī)編程競賽，同時也是美國國內(nèi)選拔賽，用于國際信息學(xué)奧林匹克（IOI）在美國的資格賽。此競賽的官網(wǎng)鏈接為：http://www.usaco.org。
該競賽通過在全球范圍內(nèi)識別、激勵和培訓(xùn)高中或更年輕的計算機(jī)學(xué)生，為美國甚至全球的計算機(jī)教育提供有力支持。USACO的全美公開賽（USA Contest Open）會在每年的12月、1月、2月和3月的四個周末舉行。
美國計算機(jī)奧林匹克競賽的金組（Gold Division）和白金組（Platinum Division）被大學(xué)認(rèn)為是最為崇高的級別之一。USACO競賽的國際標(biāo)準(zhǔn)檢驗了學(xué)生的問題解決能力和算法知識。與其他普通學(xué)生相比，擁有USACO競賽證書的申請者在大學(xué)申請中會受到更高程度的重視。
如果同學(xué)們希望參加美國計算機(jī)奧林匹克競賽（USACO）并提交解答，可以按照以下的步驟進(jìn)行：
首先，訪問美國計算機(jī)奧林匹克競賽的官方網(wǎng)站或相關(guān)頁面，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)站上注冊或登錄現(xiàn)有的賬號，以便在比賽的開放時間內(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，按照題目要求編寫代碼并提交。
比賽通常持續(xù)3到5個連續(xù)小時。在整個比賽時間窗口內(nèi)，同學(xué)們可以在任何時間段內(nèi)參加比賽。在準(zhǔn)備解答時，請務(wù)必認(rèn)真編寫代碼，確保與所選題目相關(guān)，邏輯清晰，語法正確。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，美國計算機(jī)奧林匹克競賽并沒有繁瑣的報名表格，同學(xué)們只需按照題目要求編寫代碼并提交解答。
提交后，你只需在官方規(guī)定的成績公布時間內(nèi)查看是否晉級即可。如果你在目前的比賽中得到了滿分，系統(tǒng)會自動將你提升到下一個級別，這個過程將在當(dāng)前比賽周期內(nèi)完成。如果沒有達(dá)到滿分，你需要在下一個比賽周期（即下個月）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，你將晉升至下一個組別。歷史數(shù)據(jù)顯示，這個及格分?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，都可以隨時與比賽組織方聯(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）。整個過程非常簡單！
之前我提到，我對競技編程有著濃厚的興趣，而這個“興趣”也恰恰是我參賽的主要動力。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)對編程競賽望而卻步，錯失了學(xué)習(xí)和參賽的最佳機(jī)會。因此，我希望在這里與大家分享一些參賽的經(jīng)驗。
首先，針對USACO，參賽者的計算機(jī)基礎(chǔ)要求有一些不同。以下是針對不同基礎(chǔ)水平的說明：
零基礎(chǔ)參賽者：如果你是計算機(jī)編程的零基礎(chǔ)參賽者，USACO是一個很好的起點，但你可能需要一些時間來逐步建立編程基礎(chǔ)。在參加比賽之前，你應(yīng)該先學(xué)習(xí)一門編程語言，如Python、C++或Java。了解基本的編程概念，例如變量、循環(huán)、條件語句等，將對你的學(xué)習(xí)過程有所幫助。USACO的初級問題通常會涵蓋這些基礎(chǔ)概念，所以你可以從那里開始，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的問題難度從入門級到高級都有涵蓋，你可以根據(jù)自己的編程水平選擇適合的難度級別，并進(jìn)行練習(xí)。同時，還要詳細(xì)了解每個問題的知識點情況，以便有針對性地進(jìn)行排查和學(xué)習(xí)。對于有經(jīng)驗的編程者，更具挑戰(zhàn)性的問題可能更適合你，這將有助于進(jìn)一步提高你的算法和編程技能。
就編程語言的選擇而言，我推薦使用C++。盡管相對于Python和Java語言而言，C++更加嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)習(xí)起來可能不如其他兩者那么便利和迅速，但毫無疑問，它是競賽中的優(yōu)選語言。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。盡管在美國計算機(jī)奧林匹克競賽中，Python和Java的時間限制都是C++的兩倍，但在大多數(shù)其他網(wǎng)站（例如Codeforces、CSES）中并非如此。即使有了延長的時間限制，Python和Java有時仍然可能遇到難以通過的情況。
另外，美國計算機(jī)奧林匹克競賽的青銅組別專門針對那些具備編程知識卻缺乏算法經(jīng)驗的學(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)校中修讀過計算機(jī)科學(xué)的AP課程的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)青銅組別相對來說更加容易。盡管青銅組別是競賽中的第一個級別，但在白銀組別中，大家將首次面對算法問題。
此外，我要強(qiáng)調(diào)，對于參賽者而言，刷題是提升解題技巧的主要途徑。每一小時的投入都會將你更接近目標(biāo)組別，而不是消耗在不同策略和重復(fù)嘗試上。
甚至在面對困難問題時，單是讀懂解決方案并實際應(yīng)用是難以帶來明顯的提升的。為了從每個問題中獲得最大的價值，同學(xué)們應(yīng)該自主探索問題的處理方式，使自己能夠在思考中邁向下一個階段，這會在面對全新問題時大有裨益。
同樣重要的是，同學(xué)們應(yīng)該避免解決過于簡單或過于困難的問題，因為這些問題無法帶來深入的學(xué)習(xí)。在與你的水平略有超出的問題上下功夫，將是你取得最大進(jìn)步的領(lǐng)域。
以下是作者結(jié)合個人經(jīng)歷以及參賽者口述整理的一份晉升時間線，可供同學(xué)們參考：
從黃金級別到白金級別 → 6-12個月 → 鉑金級別
從白金級別到集訓(xùn)隊（取決于你所在年級） → 3-5個月
??我基于我在初中時學(xué)到的編程語言基礎(chǔ)，進(jìn)行了如下備戰(zhàn)：
1. 在備戰(zhàn)銅級階段，我每天會花至少1個小時鞏固我選擇的編程語言（C++）的基礎(chǔ)。我復(fù)習(xí)了語法、變量、數(shù)據(jù)類型等基本概念。
2. 此外，我每周會保留至少10小時的時間來學(xué)習(xí)初級算法，包括循環(huán)、條件語句、數(shù)組和字符串操作等，平均每天約1.5小時。這些基本工具是解決銅級問題所必需的，也是進(jìn)一步挑戰(zhàn)銀級題目的基礎(chǔ)。
3. 我努力解決了USACO銅級題庫中的初級問題，每天至少兩道。這有助于我鞏固我所學(xué)的基本概念，并在實際問題中進(jìn)行了應(yīng)用。
4. 為了模擬實際競賽環(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)入銀級競賽階段，我加強(qiáng)了對高級算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，以應(yīng)對更高難度的問題。我的備戰(zhàn)時間分配發(fā)生了以下變化：
1. 我投入更多的時間，每天花費2小時學(xué)習(xí)高級算法，例如貪心、動態(tài)規(guī)劃、圖算法等，還有常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如樹、圖、堆等。
2. 我著重解決了USACO銀級題庫中的中級問題，這些問題通常需要更復(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型的算法應(yīng)用，因為銀級問題通常需要更多的嘗試和實驗。
4. 我積極參與了在線編程競賽，如Codeforces、Topcoder等，以鍛煉自己在實時競賽中的表現(xiàn)。
5. 隨著問題復(fù)雜度的增加，我更加注重了代碼的優(yōu)化和時間管理，以在競賽中高效地解決問題。
總體來說，備戰(zhàn)USACO需要持續(xù)的努力和堅持。而晉級所需的時間也因?qū)W生在美國計算機(jī)奧林匹克競賽上投入的時間不同而有所差異。在暑假期間，作為初學(xué)者，銅升銀或許只需2-3個月，但在學(xué)年期間，由于校內(nèi)功課的緣故，可能需要延長至4-7個月。在不同的階段，同學(xué)們需根據(jù)自己的水平和目標(biāo)來調(diào)整備戰(zhàn)計劃，以確保逐步提升編程和算法技能。
最后，以合適的方式準(zhǔn)備的美國計算機(jī)奧林匹克競賽白銀級別選手應(yīng)該在不到兩年的時間內(nèi)準(zhǔn)備好進(jìn)入美國計算機(jī)奧林匹克夏令營。為確保你在這個充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的旅程中做好準(zhǔn)備，請同學(xué)們一步一個腳印，穩(wěn)扎穩(wěn)打。
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