ACM Programming Contest Training Einf

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ACM Programming Contest TrainingEinführungChrist
opher OezbekFreie Universität Berlin, Institut
für Informatikhttp//www.inf.fu-berlin.de/oezbek
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Worum geht es?

• Programmieren natürlich!
• Beim berühmtesten Programmierwettbewerb
  schlechthin
• Auch nicht übel International Conference on
  Functional Programming Programming Contest gt
  ICFP PC -)
• International Collegiate Programming Contest gt
  ICPC
• Veranstalter gt ACM
• Association of Computer Machinerists
• Handwerkerverband für Informatiker
• Größte Organisation dieser Art
• Hauptsponsor gt IBM
• Imagegewinn
• Recruiting

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Wie läuft das Ganze ab?

• Erste Runde Lokale Vorauswahl gt 35 "Regionals"
• Unsere Region gt South West European
• Die zwei besten kommen weiter
• Termin 19,20 November
• Zweite Runde Finals
• Dieses mal (nächstes Jahr) in Texas (9-13 April
  06)!
• Hart Gute Teams schaffen eine (1) Aufgabe!
• Wir haben noch eine lokale Vorauswahl gemacht, um
  die Teams herauszubekommen, die überhaupt zu den
  Regionals fahren sollten, da das Geld knapp ist.
• Berlin Programming Contest
• Sieger FU gt KungFU Monsters
• Platz 2 und 3 HU
• Platz 4 FU gt Computer FUzzys

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Wie läuft ein Contest ab?

• 1 Computer, 3 Leute, 8-10 Aufgaben, 5 Stunden
  Zeit
• Ihr bekommt die Aufgaben mit Beispieldaten,
  Papier und legt los.
• Wer glaubt mit einer Aufgabe fertig zu sein,
  schickt diese an die Wettkampfrichter ab
  (Submission).
• Diese bewerten dann die Einsendung durch ein
  automatisches Testset (judging).
• Anschließend wird man informiert, ob man etwas
  falsch gemacht hat oder die Aufgabe als korrekt
  gewertet wurde.
• Korrekte Lösungen geben einen bunten Ballon.
• Deshalb wird es normalerweise schnell ziemlich
  bunt um einen herum!

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Folgende Antworten bekommt ihr von den Richtern

• CORRECT Yuhuu!
• INCORRECT Verdammt!
• COMPILE ERROR Das Programm lies sich nicht
  kompilieren (ihr schickt immer den Quelltext ab)
• RUNTIME ERROR Euer Programm ist abgestürzt.
• REPRESENTATION ERROR Euer Programm liefert die
  richtigen Ergebnisse, aber die Ausgabe stimmt
  nicht 100 (z.B. einen Punkt am Ende des Satzes
  vergessen).
• RUNTIME-LIMIT-EXCEEDED Euer Programm hat länger
  als die erlaubte Zeit für das Lösen des Problems
  gebraucht (meist 5 Minuten).

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Denkt daran...

• Bei den Regional Contests gibt es nur 2 Gewinner.
• Das ist ein hartes Brot.
• Ich bin damals mit meinem Team 7te von 88
  geworden und uns hätte nur noch eine Aufgabe
  gefehlt, dann wären wir 2ter gewesen. Argl.
• Nicht traurig sein.
• Dabei sein zählt.

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Laber, Laber, jetzt aber bitte mal konkret.

• Genau. Dazu müssen wir uns die Probleme aus einem
  "Problemset" ansehen.
• Typischer Aufbau einer Aufgabe
• Name des Problems
• Dateinamen, die ihr verwenden sollte
• Einleitender Text, der das Problem (meist witzig)
  einführt.
• Eingabebeschreibung
• Ausgabebeschreibung
• Beispieldaten

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Ein Beispiel
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...continued...
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...Beispiel Ende.
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Wie gehen wir da dran?

• Der Anfang ist immer gleich
• Jedes Problem besteht aus einer Eingabedatei und
  einer Ausgabedatei.
• Die Eingabedatei besteht aus mehrerer Testfällen
  und jeder dieser Testfälle ist unabhängig.
• Entweder man sagt uns am Anfang wie viele Fälle
  es sind oder es gibt einen bestimmten Fall der
  bedeutet "Jetzt ist Schluß"
• D.h. wir bauen unser Programm so auf
• Eingabedatei öffnen, Ausgabedatei öffnen
• Solange wir noch einen Fall zu bearbeiten haben
• Bearbeite Fall (Einlesen, Lösen, Ausgeben)
• Eingabedatei schließen, Ausgabedatei schließen

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... Das Template

• Da dies immer so gleich ist, gibt es für euch
  direkt eine Vorlage.
• Diese dürft ihr als Ausdruck auch mit in den
  Wettbewerb nehmen.
• Man tippt dies einmal ein und kopiert es dann
  immer wieder.

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Eingabe und Ausgabe starten, Static Sucks
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• Eingabe und Ausgabe-Funktion sind euere Freunde
  und helfen euch bei der mühseligen Tipparbeit.
• Da man öfter am Fehlersuchen ist, als man es
  möchte, ist der Debug-Switch wichtig.
• Nur nicht vergessen diesen vor dem Abschicken
  wieder auszuschalten.

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III Do-It

• Natürlich steckt dann hier die Intelligenz euerer
  Lösung.

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So dann wollen wir mal
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Teamstrategie

• Wie arbeitet man zusammen?
• Alle zusammen an einem Problem?
• Nein! Damit verschwendet man Gehirnleistung, weil
  2 über die selbe Sache nachdenken.
• Insbesondere bei den Regionals ist es wichtig,
  dass ihr sehr autark arbeiten könnt.
• Da ihr nur eine Tastatur habt, arbeiten immer 2
  von euch auf Papier
• Pseudo-Code, den man schnell eintippen kann.
• Testfälle überlegen
• Fehler suchen
• Natürlich könnt ihr euch gegenseitig fragen, mehr
  als 5 Minuten Unterbrechung könnt ihr euch aber
  nicht leisten.

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Start-Strategie

• Ein normales Team hat 3 Mitglieder
• Speed-Freak
• Algorithmus-Freund
• Simulator
• Beim Beginn des Wettbewerbs passiert folgendes
• Der Speed-Freak gibt das Template ein.
• Die anderen zwei schauen das Problemset durch
  (einer von hinten, einer von vorne) und versuchen
  die Schwierigkeit der Aufgaben einzuschätzen.
• Wird eine einfache Aufgabe gefunden, dann wird
  diese auf dem Anmeldezettel festgehalten (ich
  mache A) und man legt auf Papier los.
• Ist der Speed-Freak fertig, dann darf derjenige
  loslegen, der eine einfache Aufgabe am weitesten
  bearbeitet hat.

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Debugging Rules

• Debugging sollte man nicht am Computer machen.
• Ausdrucken (mit Zeilenzahlen)
• Voraussetzung für gutes Debugging sind reichlich
  und gute Testdaten.
• D.h. mindestens doppelt so viel, wie als
  Beispiele mitgegeben werden.
• Strategien
• Tracing Schritt für Schritt durch das Programm
  durchgehen
• Make it Fail Den Testfall, der alles kaputt
  macht immer explizit in den Testdaten lassen.
• Divide und Conquer Um das Problem zu finden
  immer versuchen große Fehlerklassen
  auszuschließen, z.B. die Eingabe funktioniert,
  dann können es nur Lösen oder Ausgabe sein.

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Die wichtigsten Java-Klassen im Überblick

• String
• StringTokenizer
• Vector
• HashMap
• array
• Arrays/Collection

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String - Zeichenkette "Hallo", "", "30 3"

• Zeilenumbruch/Newline "\n" Tabulator "\t"
• Aufteilen "Hallo,Welt".split(",") gt "Hallo",
  "Welt"
• Länge "Hallo".length() 5
• Zeichen auslesen "Hallo".charAt(1) 'a'
• Teilstring "Hallo Welt".substring(6,9) gt "Wel"
• Vergleich Nicht , sondern "Hallo".equals("Hallo
  ")
• Aneinanderhängen "Hallo" "Welt" gt "HalloWelt"
• Kleinschreiben "Hallo".toLowerCase() gt "hallo"
• Großschreiben "Hallo".toUpperCase() gt "HALLO"
• Als Zeichen "Hallo".toCharArray() gt
  'H','a','l','l','o'
• Ersetzen "Halloal".replace("al", "ol") gt
  "Holloal"
• "Halloal".replaceAll("al", "ol") gt "Hollool"
• Leerzeichen abschneiden " Hallo \n".trim() gt
  "Hallo"

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StringTokenizer - Zeichenketten zerlegen

• StringTokenizer st new StringTokenizer(s, ",")
• while (st.hasNext())
• String s2 st.next()
• ...
• Sehr praktisch, kann man auch mit Split machen
• String splits s.split(",")
• for (int i 0 i lt splits.length i)
• String s2 splitsi
• ...

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String ? Zahl, Zahl ? String

• Integer.parseInt("3") 3
• "" 3 "3"
• System.out.print(3) ? "3" wird ausgedruckt.
• Achtung System.out.println(3) ? "3\n"
• Get auch mit Kommazahlen
• Float.parseFloat("3.2") 3.2
• "" 3.2 "3.2"
• Achtung
• "" 3 2 "32"
• "" (3 2) "5"

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Arrays

• int intArray new int5 // ? Feld der Größe
  5
• int0 2 int4 3 ? intArray 2,0,0,0,3
• Länge intArray.length
• Sortieren int newArray Arrays.sort(intArray)
  
• Kann man nicht verkleinern oder einzelne Elemente
  rauslöschen
• for (int i 0 i lt intArray.length i) int
  data intArrayi ...
• Initialisieren Arrays.fill(intArray, 2)

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Vector - Flexible Datenstruktur

• Vector v new Vector()
• v.add("Hallo")
• v.add("Bye")
• v.size() 2 // ? Wächst mit!
• v.remove(0) v.get(0).equals("Bye")
• Problem Mit Java 1.4.2. gibt es noch kein
  Autoboxing. Mühsam für primitive Datentypen
• v.add(new Integer(2))
• ((Integer)v.get(0)).intValue() 2
• (Java 1.5 v.add(2) v.get(0) 2)
• Gut für Strings, Objekte.
• v.toArray()
• Collections.sort(v)

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Hashmap - Verweisliste

• Hashmap s new HashMap()
• s.put("Hallo", new Integer(3)) // Schlüssel,
  Wert
• s.put("Bye", new Integer(4))
• s.get("Hallo") 3, s.get("Bye") 4
• Schnell und sehr praktisch.
• Achtung, es gibt wieder das Einpack- und
  Auspackproblem.
• Gibt es einen Schlüssel s.containsKey("Hallo")
  true

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Terminkalender

• Donnerstags 1745 - 2100 Training.
• 19./20. November ? Paris
• Neuer Trainingstermin anschließend
• Training läuft während des Semesters
• Leider sind unsere Semester ja nicht mit sonst
  üblichen Trimester (Fall, Spring, Summer) in
  Einklang.
• Ende des Sommersemesters ? Berlin Programming
  Contest und ICFPCP