はじめての競技プログラミング

OSC名古屋2011 8/20（土）

@yak_ex / 新康孝 (CSNagoya)

@rofi

発表の流れ

前半(45分)：競技プログラミング/サイトの紹介(@yak_ex)

競技プログラミングとは

競技プログラミングサイト紹介（含む実演）

後半(45分)：問題/アルゴリズム解説＋α(@rofi)

基本的なデータ構造

実際の問題に合わせてアルゴリズム解説

競技プログラミングから見たC++0x (@yak_ex)

自己紹介

氏名： 新康孝 (あたらし やすたか)

Twitter ID: yak_ex

Web: http://yak3.myhome.cx:8080/junks

C++ / Perl が主戦場

仕事でコードに触れていないので競技プログラミングで潤い補充TopCoder 1577 / Codeforces 1762

学生時代にACM/ICPC出場、1年くらい前に競技プログラミングに復帰

オープンソースと競技プログラミング

オープンソース世界中の開発者のコードが見られる

世界中に潜在的利用者が居る

競技プログラミング世界中の参加者のコードが見られる

世界中の参加者と腕を競える

もっと被って良さそげなのにいまいちオープンソース界と競技プログラミング界があまり被ってなさそげ→ 布教

競技プログラミングとは

制限された時間内に与えられた問題を解くためのプログラムを作成、その速さと正確性を競う知的スポーツ

「プログラミングコンテスト」で思い浮かべるテーマに合わせたソフトを応募、審査するコンクール形式とは違って機械的に勝ち負けを判定可能

問題の例

ある東西に伸びたものすごく長い道路にホットドッグ屋がたくさんいます。各ホットドッグ屋は東西1 m/s

で移動できます。初期状態が与えられている時に、どのホットドッグ屋間も最低D m離れている状態になるまで最低何秒かかるでしょうか？(Google Code Jam 2011 Round1B 抄訳)

1m/s

D m最低何秒かかるか？

問題の例

入力例2

3 2

0 1

3 2

6 1

2 2

0 3

1 1

1m/s

D m最低何秒かかるか？

出力例Case #1: 1.0

Case #2: 2.5

←テストケース数 T

←位置の数C 距離D

←位置P ホットドッグ屋数V

C 回繰り返し

T 回繰り返し1 ≤ T ≤ 50

-10 ≦P≦10 ：整数V：正の整数1≦D≦10 ： 整数1≦C≦200 ： 整数ホットドッグ屋数≦10

5 5

6

6

解答例

←問題文にある条件

なぜ競技プログラミング？

白黒はっきりするので目標にしやすい

コード自体は複雑にならないので、入門書を終えて次に何やっていいか分からない人に最適？

計算量（時間／空間）の感覚が身につく

デバッグ力があがる

他人のソースコードを読む力が付く

テストケースを考えられる（コーナーケースが考えられるようになる）

何より楽しい

主な競技プログラミング大会 / サイト

TopCoder ○

Codeforces ○

Google Code Jam ○

AOJ（会津大学オンラインジャッジ）

ACM/ICPC（ACM国際大学対抗プログラミングコンテスト）

○が付いているサイトについて（練習モードで）実演

TopCoder

http://community.topcoder.com/tc

競技プログラミングと言えばまずはここ

コンテストは複数種開催されているが競技プログラミングとしてはSRM(Short Round Match) が基本。月3回程度。

レーティング有り。Div1 (1200以上) / Div2 に分かれていて問題が違う

形式 ３問 95分 / 問題によって最大得点が異なる

典型的には 250, 500, 1000

時間に応じて得られる得点が減少していく

Coding 75分→休憩 5分→Challenge 15分

2秒、64MB制限

正誤判定（システムテスト）は競技時間終了後

システム Java 使用による独自UI

使用可能言語 C/C++, C#, Java, VB

参加者数 アクティブ：8,600人 1SRM 2,000人強制限

Codeforces

http://www.codeforces.com/

比較的最近できたロシアの競技プログラミングサイト。月4回くらい。 以前はよく落ちたりしていたが最近はシステムは安定している 英語が読みにくいと言われることが多い

Gmail、OpenIDでログイン可能 レーティング有り。Div1 (1650以上) / Div2 があるが一括開催だったり片方のみ開催だったり色々

形式 5問 120分 / 最大得点が異なり時間に応じて減少

Challenge に相当する Hackが可能だが時間枠が分かれていない

実行時間、メモリ制約は問題毎に明示

正誤判定（システムテスト）は競技時間終了後

システム Web (Web2.0 による競技 PG サイトを標榜)

使用可能言語 Pascal, C, C++, C++0x, C#, Java, PHP, Python,

Ruby, Haskell

参加者数 7,900人 1Round 1,500人強

Google Code Jam

http://code.google.com/codejam/

Google が開催している年に1度のお祭り

決勝はオンサイトでやる

形式 勝ち抜き制予選＋4回くらい？予選は 24 時間

各問題に対し、データ量等が少ない small input と 多い large

input がある

提出に時間制限あり（small 4分 / large 8分）

問題、small or large で得点が異なる

small input は即結果判定有りで、時間中に複数回提出可能

large input は一発勝負で結果は競技時間終了後判明

得点と、正答累積時間＋4分×（正答迄の）誤答数で順位付け

システム Web （ローカルで実行した結果を提出）

使用可能言語 自由

参加者数 13,000人(2011予選提出者)

AOJ(会津大学オンラインジャッジ)

http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/

日本にあるオンラインジャッジ

オンラインジャッジ：用意された過去問等に対してソースを送信すると自動で正誤を判定してくれるサイト

黙々と練習するのに良い

システム Web

使用可能言語 C, C++, Java

参加者数 3,700人

ACM/ICPC(ACM国際大学対抗プログラミングコンテスト)

http://cm.baylor.edu/welcome.icpc

http://icpc2011.ait.kyushu-u.ac.jp/ja/home

ACM(アメリカ計算機学会)主催のプログラミングコンテスト

大学生対象

チーム制で1チーム3人、1PC共用

基本オンサイト

形式 国内予選→アジア予選→決勝

4,5時間7～10問程度

正答数と、正答累積時間＋20分×(正答迄の)誤答数で順位付け

電子的な事前準備禁止

システム 国内予選はWeb

使用可能言語 C, C++, Java

参加者数 88カ国、2,070大学、8,305チーム(2010)

実演

TopCoderアカウント登録

SRM登録

SRM(今回はPractice)

CodeforcesRound登録

Round(今回はPractice)

Google Code JamPractice

TopCoder 実演

アカウント登録 http://community.topcoder.com/tc

Register Now→on TopCoder→頑張って入力→メール受信→URLref. http://mainly-coding.blogspot.com/2010/02/topcoder.html

SRM登録(SRM開始3時間前から) (Java実行環境インストール)

http://community.topcoder.com/tc

Competitions→Algorithm→Single Round Matches (SRM)→Launch Arena

Active Contests→どれか→Register

SRM Launch Arena まで↑と一緒実際には Active Contests → Enter

Practice は Practice Rooms→SRMs→どれか Challenge は Summary からダブルクリック Practice での System Test は Practice Options → Run System Test

Codeforces 実演

設定 http://www.codeforces.com/contests

右上の Enter からログイン Settings → Social の Country に入れておくと国別ランキングに集計※CF / TC日本参加者比較表

http://yak2.myhome.cx/misc/cfjp.html

Round登録(Round開始24時間前から)ログインまで↑と同じ Register

Roundログインまで↑と同じ Enter (実際には時間になると勝手に Enter 伺いが出る)

Practice は適当な Round の Enter → Register for Practice

Hack は Room からセルをダブルクリック(Practice 不可)

Hack するためには Lock が必要 Hack されても Lock していなければ再提出が可能

Codeforces の問題状態遷移

Pretest

Passed

Pretest

Failed

初期状態

Hacked

Syste

m T

est

の壁

Passed

System TestLocked

Failed

System Test

After lock

hacked

再提出成功

ハックされる

提出成功

提出失敗

再提出成功

システムテスト通過

システムテスト通過ならず

ロック

ハックされる

Google Code Jam 実演

事前登録http://code.google.com/codejam/

実際には Practice のところで登録が必要

Practice

Input ファイルをダウンロードして実行、出力を提出

CUI ツールもできたが未使用なので説明できない

実際には時間制限あり

Short input はリトライ可能、Large input はリトライ不可

書籍・コミュニティ

用語集用語 原語 意味

Red Coder レーティングが赤い人。殿上人。

Editorial 出題者による問題の解説

AC ACcepted 正解

WA Wrong Answer 誤答

RE Runtime Error 実行時エラー

PE Presentation Error 出力形式エラー

TLE Time Limit Exceeded 実行時間超過

MLE Memory Limit Exceeded メモリ制限超過

GL & HF Good Luck & Have Fun チャット等で良くある挨拶

DFS Depth-first search 深さ優先探索

BFS Breadth-first search 幅優先探索

DP Dynamic Programming チャット等で良くある挨拶(‘11/8/20-)

動的計画法

ご清聴ありがとうございました。