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USACO 比赛指导建议和常见问题

在学习信息学奥赛（信奥）的过程中，许多人会接触到 CSP、NOIP 等国内赛事。然而，USACO（美国计算机奥林匹克竞赛）作为一项国际性赛事，也是一个非常值得参与的竞赛，尤其对于提升算法能力和申请国内外顶尖大学具有重要价值。

什么是 USACO？​

USACO 的中文全称是 美国计算机奥林匹克竞赛（United States of America Computing Olympiad）。这是一项面向全球选手的在线算法竞赛，任何对编程感兴趣的人都可以免费注册并参与。USACO 以其高质量的竞赛题目和公平的晋级机制，成为了许多算法爱好者和信奥选手追逐的目标。

官网链接：usaco.org

适合人群：初学者到竞赛高手，不论年龄、国籍，均可参赛。

USACO 的比赛体系​

比赛等级​

USACO 设有 Bronze（青铜）、Silver（白银）、Gold（黄金） 和 Platinum（铂金） 四个组别。每个组别的题目难度逐级递增：

  • Bronze：入门级，适合编程基础较薄弱的选手，主要考查简单的逻辑思维与算法实现。
  • Silver：中级，考查常见算法（如贪心、二分、前缀和等）的应用。
  • Gold：高级，涉及动态规划、图论、高效数据结构等较复杂的算法。
  • Platinum：顶级，要求选手具备对复杂问题的建模能力和算法创新。该组别没有确切的算法考纲，难度无上限。

比赛时间​

USACO 每年比赛集中在 12 月到次年 3 月，通常包含 4 场比赛。每场比赛开放为期 4 天的窗口期，选手可在任意时段进入系统进行比赛。每场比赛时长为 4 小时，包括 3 道题目。

2024-2025 年度赛程：

  1. 第一场比赛（First Contest）：2024 年 12 月 13 日 - 16 日
  2. 第二场比赛（Second Contest）：2025 年 1 月 24 日 - 27 日
  3. 第三场比赛（Third Contest）：2025 年 2 月 21 日 - 24 日
  4. 公开赛（US Open）：2025 年 3 月 21 日 - 24 日

特别说明：US Open 是 USACO 的年度决赛，难度显著高于常规赛。

比赛规则​

USACO 采用类似 IOI（国际信息学奥林匹克竞赛） 的赛制，以下是主要规则：

  1. 即时反馈：选手提交代码后，系统会即时返回得分反馈，帮助选手快速调整代码。
  2. 无限次提交：选手可在比赛期间无限次提交代码，直至通过所有测试点或时间耗尽。
  3. 满分晋级：如果选手在某场比赛中获得满分，可直接晋级到下一组别，无需等待下一场比赛。
  4. 得分计算：
    • 每场比赛满分为 1000 分，每题分值为 333.3 分。
    • 若某题部分通过，例如通过了 510\dfrac{5}{10} 的测试点（不包括样例），则得分为 510×333.3=166.65\dfrac{5}{10} \times 333.3 = 166.65。

注意：样例数据会计入测试点，但不会得分。因此，即便通过样例数据，仍需解决隐藏测试点。

晋级规则​

  • 起始组别：新注册选手默认为 Bronze（青铜） 组。
  • 晋级条件：
    1. 比赛得分达到晋级分数线。
    2. 获得满分成绩（直接晋级）。
  • 晋级时间：比赛结束后约 1-2 周内，USACO 官网会公布成绩及晋级名单。

比赛考纲​

以下是各级别的主要考察内容：

青铜级（Bronze）：

  • 编程基础：掌握至少一种编程语言的基本语法和结构，如变量、循环、条件语句、函数等。
  • 基本算法：理解并能实现简单的算法，如排序（冒泡排序、选择排序等）和查找（线性查找）。
  • 问题解决：具备基本的逻辑思维能力，能够将简单的问题转化为编程实现。

白银级（Silver）：

  • 数据结构：熟悉数组、链表、栈、队列等基础数据结构的实现和应用。
  • 算法进阶：
    • 贪心算法：理解贪心策略，解决如区间调度等问题。
    • 递归与搜索：掌握递归思想，能够实现深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。
    • 二分查找：在有序数据中快速定位目标元素。
  • 问题解决：能够分析问题，选择合适的数据结构和算法进行解决。

黄金级（Gold）：

  • 高级数据结构：掌握堆、哈希表、树（如二叉搜索树、平衡树）等复杂数据结构。
  • 高级算法：
    • 动态规划（DP）：解决最优子结构问题，如最长递增子序列、背包问题等。
    • 图论算法：理解图的表示，掌握最短路径算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成树算法（Kruskal、Prim）等。
    • 高级搜索：如A*算法、迭代加深搜索等。
  • 数学基础：具备一定的数学素养，理解数论、组合数学等在算法中的应用。

铂金级（Platinum）：

  • 高级数据结构与算法：
    • 高级数据结构：如线段树、树状数组、后缀数组、并查集等。
    • 高级算法：如网络流、线性规划、数论算法（如欧拉筛、快速幂）等。
  • 算法优化：关注算法的时间和空间复杂度，能够进行算法优化和复杂度分析。
  • 综合能力：具备将复杂问题建模为算法问题的能力，能够设计并实现高效的解决方案。

练习网站​

ACGO 和 洛谷 都有历年的 USACO 的题目，用户可以自行在题库中搜寻历年的题目并尝试练习。官网在每场比赛后也提供了官方的代码解析和数据测试点供用户自行下载和查看。

USACO GUIDE 是 USACO 官方的练习系统，用户可以在官网中查询到每种算法的考频和更详细地比赛大纲。

Codeforces 是来自俄罗斯的一个知名竞赛平台，每周都会举办算法竞赛，难度覆盖初学者到高手，用户可以自行报名比赛参加。

比赛策略建议​

由于比赛每道题的难度并不是均匀上升的，有可能是乱序的，所以良好的比赛策略也是非常有必要的。

我个人推荐所有用户在参赛之前先阅读一下所有的题干，自己先对三道题目的难度有一个基础的判定。

在做题过程中，应当秉着以下原则：

  • 先易后难：优先解决自己最有把握的题目，确保基础分。
  • 适当放弃：对难度超出当前能力的题目，不要过度纠结，尝试部分得分。

常见问题解答​

1. 哪些编程语言可以使用？​

对于任意一道题，用户可以使用任意一种自己喜欢的编程语言提交代码。常见的支持语言有 C++、Java 和 Python。

由于 Python 常数过大，因此使用 Python 提交的代码在比赛过程中将会拥有额外的 100%100\% 的程序运行时间。但数据不保证 Python 可以通过所有的题目，因此在高级组别不建议使用 Python 作为首要语言。

备注：USACO 支持 PyPy 提交，这在绝大多数情况下执行速度会快很多。

2. 如何报名 USACO？​

  • 登录 USACO 官网 usaco.org。
  • 注册账户并设置好参赛信息。
  • 比赛窗口期进入考试系统即可。
关于报名比赛的一些常规字段解析：​
  1. Email Address（邮箱）
    • 请尽量避免使用 @qq.com、@163.com 等国内邮箱服务。
    • 推荐使用国际邮箱服务，如 @outlook.com、@gmail.com、@yahoo.com 等域名的邮箱。
    • 如果以学校名义参加，请优先使用学校提供的企业邮箱（例如 @xxx.edu）。
  2. First Name（名字）
    • 填写您的名字（不是姓氏）。
    • 示例：Xiaoming。
  3. Last Name（姓氏）
    • 填写您的姓氏。
    • 示例：Wang。
  4. School（就读学校）
    • 使用拼音填写您的学校名称。
    • 示例：Tsinghua University 附属中学请写为 Tsinghua Fuzhong。
  5. Graduation Year（高中毕业年份）
    • 填写您的高考年份即可。
    • 示例：如果您计划 2025 年参加高考，填写 2025。
  6. Country（国家）
    • 请从下拉菜单中选择 CHN China。
    • 如果在国外就读初高中，请填写留学国家的国家代码。
  7. EGOI eligible（EGOI 比赛资格）
    • 如果您是女生，请选择 Eligible。
    • 如果您是男生，但认为自己是女生，也可选择 Eligible。
    • 其他情况下请选择 Not eligible。

3. 比赛监考​

USACO 并没有视频监考等措施，用户可以在窗口期内的任意时间任意环境下打开官网进行比赛。需要注意的是，USACO 严格禁止使用任何生成式 AI 辅助作答，作弊用户将会被取消参赛资格，严重者将会面临终身禁赛。

比赛过程中用户可以切屏，由于组委会可能不提供中文题干，用户可以自行使用翻译软件（如谷歌翻译、百度翻译或有道翻译）。在比赛过程中，严禁使用 VPN 等任何能够隐藏用户真实 IP 的软件来尝试规避风控系统的监察。

4. USACO 和 CSP/NOIP 的区别是什么？​

  • 难度：USACO 题目偏向算法深度，CSP/NOIP 更注重基础。
  • 赛制：USACO 是线上比赛，灵活性更高；CSP/NOIP 是线下考试。