1 Christopher Oezbek, ACM Programming Contest Training Einführung Christopher Oezbek Freie Universität Berlin, Institut für Informatik.

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1 1 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de ACM Programming Contest Training Einführung Christopher Oezbek Freie Universität Berlin, Institut für Informatik http://www.inf.fu-berlin.de/~oezbek/ http://www.inf.fu-berlin.de/~oezbek/

2 2 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Worum geht es? Programmieren natürlich! Beim berühmtesten Programmierwettbewerb schlechthin Auch nicht übel: International Conference on Functional Programming Programming Contest => ICFP PC ;-) International Collegiate Programming Contest => ICPC Veranstalter => ACM Association of Computer Machinerists Handwerkerverband für Informatiker Größte Organisation dieser Art Hauptsponsor => IBM Imagegewinn Recruiting

3 3 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Wie läuft das Ganze ab? Erste Runde: Lokale Vorauswahl => 35 "Regionals" Unsere Region => 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 => KungFU Monsters Platz 2 und 3 HU Platz 4 FU => Computer FUzzys

4 4 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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!

5 5 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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).

6 6 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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.

7 7 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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

8 8 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Ein Beispiel

9 9 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de...continued...

10 10 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de...Beispiel Ende.

11 11 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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

12 12 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de... 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.

13 13 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Eingabe und Ausgabe starten, Static Sucks

14 14 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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.

15 15 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de III: Do-It Natürlich steckt dann hier die Intelligenz euerer Lösung.

16 16 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de So dann wollen wir mal:

17 17 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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.

18 18 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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.

19 19 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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.

20 20 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Die wichtigsten Java-Klassen im Überblick String StringTokenizer Vector HashMap array Arrays/Collection

21 21 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de String - Zeichenkette: "Hallo", "", "30 3" Zeilenumbruch/Newline: "\n" Tabulator: "\t" Aufteilen: "Hallo,Welt".split(",") => {"Hallo", "Welt"} Länge: "Hallo".length() == 5 Zeichen auslesen: "Hallo".charAt(1) == 'a' Teilstring: "Hallo Welt".substring(6,9) => "Wel" Vergleich: Nicht ==, sondern "Hallo".equals("Hallo") Aneinanderhängen: "Hallo" + "Welt" => "HalloWelt" Kleinschreiben: "Hallo".toLowerCase() => "hallo" Großschreiben: "Hallo".toUpperCase() => "HALLO" Als Zeichen: "Hallo".toCharArray() => {'H','a','l','l','o'} Ersetzen: "Halloal".replace("al", "ol") => "Holloal" "Halloal".replaceAll("al", "ol") => "Hollool" Leerzeichen abschneiden: " Hallo \n".trim() => "Hallo"

22 22 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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 < splits.length; i++){ String s2 = splits[i];... }

23 23 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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"

24 24 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Arrays int[] intArray = new int[5]; // Feld der Größe 5 int[0] = 2; int[4] = 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 < intArray.length; i++){ int data = intArray[i];... } Initialisieren: Arrays.fill(intArray, 2);

25 25 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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);

26 26 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de 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

27 27 Christopher Oezbek, oezbek@inf.fu-berlin.de Terminkalender Donnerstags 17:45 - 21:00 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