申請全球TOP大學無論是美國藤校還是英國G5都需要通過層層選拔，在眾多學生的申請資料中，如何才能脫穎而出？每當到賽季來臨之時學霸們都在夜以繼日奮力刷題磨煉自己，憧憬的名校就在眼前，如果能在競賽中拿到好的獎項名次，無疑是如虎添翼。對計算機、編程、數學建模等理科專業方向感興趣的同學注意咯，今天我們請劍橋大學計算機科學專業導師深度剖析美國USACO計算機競賽情況～

PART ONE

--競賽介紹--

01USACO計算機競賽的簡介

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美國計算機奧林匹克（The United States of America Computing Olympiad）是為美國中學生舉辦的計算機編程比賽。USACO在學年期間為學生提供四個越來越難的水平的比賽：銅、銀、金和白金。USACO的參與者提交五種語言之一的程序：C、C++、Java、Pascal和Python。參與者通過在當前部門表現良好而晉級。為期一周的夏季訓練營將從24名決賽選手中選出4名代表美國參加國際奧林匹克信息學競賽（IOI）。

02USACO計算機競賽含金量

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USACO初次舉辦于1992年，其官網是美國一個著名在線題庫，更是美國中學生的官方競賽網站，開設目的是為每年夏季舉辦的國際信息學奧林匹克競賽（IOI）選拔美國隊隊員。

USACO適合國內高一高二在讀學生，高三學生也可以參加12月的第一場比賽，如果實力突出，可以在12月中，RD常規申請前獲得白金級獎項，不失為申請前最后一波強勢的背景提升機會。

03關于LOL國際信息學奧賽

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The International Olympiad in Informatics (IOI)國際信息學奧林匹克競賽是一項年度競賽項目，也是面向中學生的國際科學奧林匹克競賽之一。這是繼國際數學奧林匹克之后的第二大科學奧林匹克競賽，參與國家數量眾多。1989年在保加利亞普拉維茨舉行了第一次IOI。2021年的國際信息學奧賽則在新加坡舉行。

比賽包括兩天的計算機編程/編碼和解決算法性質的問題。要處理涉及大量數據的問題，不僅需要程序員，還需要有創造性的程序員，他們可以想出程序員需要告訴計算機做什么。最難的部分不是編程，而是背后的數學。IOI的學生以個人為基礎進行比賽，每個參賽國最多有4名學生參賽。

03USACO計算機競賽的考試形式及計分方式

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考試形式

USACO有四個競賽 Divisions級別，Bronze, Silver, Gold，和Platinum。所有參賽者都是從銅級賽區開始的。在每個比賽賽周之后，如果參賽者有足夠高的分數就會被“promoted”到下一個級別——通常是600-800分（滿分1000分）。你還可以在contest weekend中所有問題獲得滿分直接獲得晉升。每一組都比前一組困難得多。這通常需要相當多的學習、訓練，試圖提升到一個新的水平需要耗費的時間，每一個等級長達一年或更長時間。USACO在2015年增加了Platinum級別。在此之前，每一個division的難度都比現在大，大約相當于今天的division“one step up”。例如，一般來說，“old Bronze”問題最接近“modern Silver”問題的難度。

計分方式

提交的3-4個程序中的每一個都要對10個或更多的“test cases”進行測試——用已知的結果輸入程序中的數據集。您可以為每個給出正確結果的測試用例獲得學分。在一個contest weekend的比賽中，一個組別的所有問題總共有1000分。如果您的程序運行時間太長，占用太多內存，或者崩潰，那么您將在測試用例中失去分數，因此代碼的效率是一個因素！這在Silver及以上級別的賽組中尤其突出。

05USACO計算機競賽的考試計時形式

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比賽的計時形式是什么？

在賽周的任何時候，進入網站并點擊按鈕啟動你的個人比賽計時器，時間為3-5個小時。出發前你會被告知確切的時間限制，通常是4小時。然后，選手將獲得競賽問題的訪問權限。

可以休息或提前停止，但一旦你在那個周末點擊了“開始”按鈕，你的時間就會一直在滴答作響，直到到期--不允許暫停。如果你只是想檢查一下題目，那么你可以隨意花時間嘗試它，想花多少時間就花多少時間。如果你的目標是做好，試著提前計劃一整段時間，這樣你就可以不分心地工作了。

比賽開始后會發生什么？

在啟動計時器后，會被允許回答3-4個問題(通常是3個)，選手必須在個人時間窗口中解決。每一個都將提供一個背景問題，必須編寫一個程序進行分析。在選手的時間窗口內的任何時候，都可以通過網站提交您的程序進行測試。選手可以在的時間窗口內自由切換或返回到任何問題，并繼續提交解決方案，直到的時間截止或者選手覺得已經全部完美為止。可以選擇在同一周末的任何時間使用新的計時器開始新部門的比賽。

06如果選擇USACO計算機競賽的語言

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USACO接受多種語言主要包括Java、C++和Python。Java和Python提交的時間限制是C++的兩倍，因為它們的運行時間更長。然而，USACO官方描述并不推薦使用Python，因為它的運行速度往往比Java慢，而且在某些情況下，即使是問題的最佳解決方案也可能無法在時間限制內完成。發布在USACO網站上的解決方案供學生學習如何使用C++來解決包括大多數“training problems”在內的老問題，但隨著時間的推移，Java已經變得越來越流行。所以在為USACO編程時，有什么特殊的Java注意事項是我應該知道的嗎？您可以導入與Java 8一起安裝的任何標準庫，例如java.util.*和java.io.*。您的Java文件必須使用“default package”；源代碼中不應該有“包”行。完成問題需要讀寫文本文件。

關于Division specific topics:

青銅級別除法問題通常可以使用數組(有時是二維數組，有時也可以使用類或ArrayList)來解決。白銀組競爭者應該熟悉java.util包中的標準數據結構，如List/ArrayList、Set/HashSet/TreeSet、Map/HashMap/Treemap、Deque/ArrayDeque和PriorityQueue，以及比較器/可比接口。黃金組的競爭對手往往不得不對自己的數據結構進行編程。C++的運行速度確實比Java快，但USACO允許Java程序使用的時間是C++的兩倍。使用Java應該不會出現無法在合理時間內完成的問題。建議使用一種適合學習的語言。對于學習美國AP課程的學生來說，這種語言通常是Java。其他比賽可能有不同的設置，可能需要使用其他語言。真正的知識在于算法，而不是語言。學習C++是一個很棒的推薦，如果您有時間和動力，鼓勵您這樣嘗試。

Java程序的內存和時間限制是什么？

對于Java，每個輸入測試用例都被給予“大約”4秒的時間，盡管這在不同的問題或測試用例中可能有所不同。通常，對于最壞的輸入場景，粗略估計您的程序需要10億次或更多的“operations”會花費太長時間，而1億次或更少通常是可以的。介于兩者之間的任何地方取決于細節。

每個輸入案例都有“大約256MB”的內存可供運行。100萬個整數的數組僅占用4MB內存(4字節*100萬)。假設有一種合理的數據存儲方法，時間限制幾乎總是內存限制之前的限制因素。

PARTTWO

--競賽備戰指南--

01USACO計算機競賽的報考指南美國

適合學生

任何對編程語言有中級知識的學生都可以參加比賽。可能學生會覺得很難，但嘗試挑戰不會有什么壞處，可以按照自己的程度不斷挑戰提高！當參加比賽時，可能會學到比你以前知道的更多的東西，從而在下一輪比賽中取得更好的成績。無論你的成績如何，你仍然可以在你的履歷或大學申請資料中體現而超越競爭對手。

何時參加比賽

USACO 每年有 4 個周末舉辦主要比賽。在從周五到周一的這些周末期間，學生可以選擇任何時間為該賽周啟動他們的個人計時器。每個學生每個周末的時間通常是 4 小時，但有時是 3 或 5 小時。

每年賽季時間會有微調，但是大致差距不大，以23年賽季為例

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如何參加比賽

事先在www.usaco.org網站上注冊一個免費賬戶。你不需要提前注冊一個具體的比賽日期！一旦您擁有帳戶，您就可以參與競爭，還可以通過您自己的門戶訪問所有培訓課程和資源。在網站上創建帳戶后，請登錄您的帳戶。如果是比賽周末，你會在首頁看到一個開始按鈕！

比賽報名費用

USACO 是完全免費的，對任何人開放。只需注冊一個帳戶并進行一些練習，就可以開始了。

參賽形式

必須以個人參賽者的身份參加比賽，并且在比賽期間不允許與其他人合作。但是，您可以與喜歡的任何人一起學習和準備！比賽規則詳細說明了官方學術誠信準則。

競賽獎項

USACO是沒有“prizes”的，但學生通過的難度競賽會獲得認可鑒定，這將使您的名字列在您晉級的周末的比賽結果中。這個可以在任何大學申請的履歷上體現出來成為公認的成就。

02USACO計算機競賽真題展示

USACO是一個“algorithmic”算法競賽，這意味著它需要想出創造性的、系統的方法來分析信息，而不僅僅是直接將程序的描述翻譯成代碼。例如，“find the position of the largest number in a list”是一個非常簡單的算法問題，但“write down the commands to draw a circle and then a square”就不是了。您可以查看過去的競賽問題以獲取一些示例。

以下是一些USACO真題展示

【圖片來自官網】

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03USACO計算機競賽備賽建議

競賽參考資料

需要初步認知這個競賽，建議首先在USACO官網上回顧過去的比賽，該網站提供了一系列競賽材料。這種比賽風格通常被稱為“online judge”系統，你可以通過在線搜索找到許多例子。USACO官方還提供其他鏈接和資源的列表。

【圖片來自官網】

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如何開始競賽

選擇一種熟練的編程語言比如（推薦等級：C++>Java>Python），找尋大量拓展課題內容，持續挑戰難題。初期的青銅及白銀等級，你需要對這些知識點做好儲備。

青銅級：

Time Complexity,Basic Data Structures,Basic Complete Search,etc

熟悉（Java/AP CS A class）語言項目就足夠

白銀級：

Date Structures,Prefix Sums,Binary Search,Graphs,etc

AP CS A 會涵蓋50%的主題項目

以上基礎準備完畢后就可以開始選擇優秀的導師指導，助力層層沖關晉級了。