Cvičení z programování II pro pokročilé

Ve školním roce 2010/2011 vedeme s Milanem Strakou speciální cvičení z předmětu Programování II [NPRG031] pro pokročilé studenty, kteří již nasbírali nějaké zkušenosti z programování (třeba v olympiádách a korespondenčních seminářích) a chtěli by se naučit víc.

Viz též letáček :-)

Cvičení se koná každou středu od 15:40 v S10, kdo chcete chodit, přihlašte se, prosíme, v SISu, nebo napište mail.

Tematicky bude navazovat na Programování I pro pokročilé z minulého semestru, ale jeho absolvování určitě nebude nutné pro účast na tomto cvičení.

Podmínky k získání zápočtu jsou (AND):

vypracování domácích úkolů za alespoň 100 bodů
vypracování zápočtového programu

Kontakt

Svým cvičícím pište na adresu mami@ucw.cz (Martin+Milan).

Zápočtový program

Téma: libovolné, jaké si vymyslíte, má-li odpovídající obtížnost. Pokud vás ještě múza nepolíbila, podívejte se na náš seznam témat. Přiměřené pro letní semestr jsou úlohy obtížnosti 5 a vyšší. Jinými zajímavými zdroji inspirace mohou být: archiv programátorského korespondenčního semináře a archiv Matematické Olympiády kategorie P.
Jazyk: nejlépe Pascal nebo C; pokud máte dobrý důvod použít něco jiného, ozvěte se, lze se domluvit.
Odevzdání specifikace programu do konce dubna. Tím máme na mysli krátký popis toho, co všechno by program měl umět. Vyhnete se tak tomu, že by váš zápočtový program odevzdaný den před koncem zkouškového období byl odmítnut jako příliš triviální nebo příliš podobný programu někoho z vašich kolegů.
Nedílnou součástí zápočtového programu je dokumentace, a to jak uživatelská (vysvětující, jak se program ovládá), tak programátorská (ta popisuje, jak program uvnitř funguje; postrádá smysl popisovat každou funkci či proměnnou, zaměřte se spíš na celkový návrh programu a použité algoritmy, pokud jste je sami nevymysleli, je moudré uvést odkazy na zdroje, z nichž jste čerpali).
Specifikaci i dokumentaci odevzdávejte buďto v papírové podobě nebo chcete-li šetřit naše lesy, elektronicky v libovolném otevřeném formátu (tím se myslí formát, jehož struktura je všeobecně známa a na jehož prohlížení není potřeba žádný komerční software; speciálně tedy ne MS Word!), nejlépe jako čistý text, HTML, PostScript či PDF.
Hotový program nám mužete předat buďto na cvičení nahraný na CD či v lahvi (totiž USB flašce) nebo jej poslat po Internetu, buďto e-mailem nebo (pokud je poněkud větších rozměrů, řekněme nad 0.5MB) uploadem do ftp://atrey.karlin.mff.cuni.cz/pub/priv/ (ale pak pošlete mail se jménem souboru). Pokud se zápočťák skládá z většího množství souborů, raději jej předtím zabalte ZIPem nebo TARem (RAR, prosím, ne).
Zápočtový program musí mít přiměřeně ošetřené vstupy. Tím se myslí, že komunikuje-li s uživatelem, měl by počítat s tím, že uživatel je nešika a občas zadá špatný vstup, a nenechat se tím zmást a bez zaváhání je odmítnout. Naopak, pokud programujete knihovnu funkcí, můžete předpokládat, že všechny vstupy jsou korektní.

Domácí úkoly

Domácí úkoly jsou dvou druhů:

Praktické – odladěné programy řešící jednoduché problémy. Odevzdávají se do CodExu, který je automaticky testuje. Jakmile si v CodExu založíte účet (pokud možno si jako kroužek nastavte 99), napište nám a my vás přidáme do naší skupiny I99 a uvidíte všechny již zadané úlohy. Pozor, některé úlohy bude možné řešit pouze nějakou dobu (např. měsíc) po zadání.
Teoretické – těžší problémy, kde jde daleko víc o efektivní algoritmus než implementační detaily. Řešení nám posílejte mailem, a to buď v těle zprávy nebo jako textovou přílohu. U některých úkolů je v hranatých závorkách zmíněna časová složitost, které (případně lepší) byste měli dosáhnout.

Na získání kýžené stovky bodů bohatě stačí praktické úlohy, pokud je řešíte včas.

Teoretické úkoly

Datum	ID	Body	Příklady
2. 3.	funrb	7	Co dělá funkce rb() z letáčku?
2. 3.	funflr	10	Co dělá funkce flr() z letáčku? Jakou má časovou složitost?
9. 3.	tspx	20	Jistý obchodní cestující nabízí následující problém: mějme neorientovaný graf s ohodnocenými hranami a hledejme v něm nejkratší kružnici, na níž leží všechny vrcholy. Polynomiálně to zatím nikdo neumí, ale zkuste najít algoritmus, který beží v čase O(2^N*N^k) pro co nejmenší k.
22. 3.	csrt	10	Ukažte převod třídění posloupnosti reálných čísel na výpočet konvexního obalu.
27. 4.	fact	15	Jak spočítat poslední nenulovou číslici desítkového zápisu čísla N! ?
4. 5.	dfu-pc	10	Dokažte, že pokud v implementaci DFU používáme pouze path compression, je amortizovaná složitost `find`u logaritmická.
30. 8.	zapo	ε	Body navíc na výborný zápočťák.

Co jsme dělali

datum	co se cvičilo
23. 2.	Dynamické programování poprvé: rozklad textu na slova, optimalizování mobilnice.
2. 3.	DP podruhé: úlohy o knihovně.
9. 3.	Různé varianty knihoven (zejména bez podmínky na uspořádání), souvislost s problémem batohu a dvou loupežníků.
16. 3.	Geometrie v rovině: počítání obsahu a těžiště (co to je?) mnohoúhelníků. Rozhodování, zda bod leží uvnitř mnohoúhelníka.
23. 3.	Inkrementální konvexní obal. Děravá podmatice s největším součtem. Počet obdélníků, ve kterých leží daný bod.
30. 3.	Cvičení odpadlo.
6. 4.	Úlohy z MO-P: Mosty a tunely, cyklus z domina, lexikograficky nejmenší rým, zbyteční úředníci.
13. 4.	Ještě pár zbytečných úředníků. Body v rovině a jejich rozklad na dvě středově symetrické množiny. Počítáme mřížové body v mnohoúhelníku.
20. 4.	Mřížové body a počítání největších společných dělitelů. Kombinační čísla.
27. 4.	Trocha teorie čísel: kombinační čísla modulo prvočíslo, hrátky s faktoriály.
4. 5.	Komprimované vstupy: rozklad RLE-komprimovaného obrázku na souvislé oblasti (s Union-Findem i bez něj), frekvence znaků v LZ-komprimovaném textu.
11. 5.	Šroubky, matičky a Quicksort. Problémy malíře kvadrantisty.
18. 5.	Rektorský sportovní den.
25. 5.	Co si počít s morseovkou bez oddělovačů aneb hledáme K nejlepších řešení. Datová struktura na střílení paprskometem po konvexním nepříteli. Datová struktura pro cesty ve stromech.