演算法工程師成長計劃

近年來，演算法行業異常火爆，演算法工程師年薪一般20萬～100 萬。越來越多的人學習演算法，甚至很多非專業的人也參加培訓或者自學，想轉到演算法行業。儘管如此，演算法工程師仍然面臨100萬的人才缺口。缺人、急需，演算法工程師成為眾多企業獵頭爭搶的對象。

計算機的終極是人工智慧，而人工智慧的核心是演算法，演算法已經滲透到了包括互聯網、商業、金融業、航空、軍事等各個社會領域。可以說，演算法正在改變著這個世界。

下面說說如何成為一個演算法工程師，萬丈高樓平地起，儘管招聘啟事的演算法工程師都要求會機器學習，或數據挖掘，推薦演算法，圖像識別等，但剛入門者，還需要先從基礎演算法學起，寬基礎，精技術。

大學期間必須要學好的課程：C/C++兩種語言（或JAVA）、高等數學、線性代數、數據結構、離散數學、資料庫原理、操作系統原理、計算機組成原理、人工智慧、編譯原理、演算法設計與分析。

• 大一上學期：

1. C語言基礎語法必須全部學會，提前完成C語言課程設計。
2. 簡單數學題：求最大公約數、篩法求素數、康托展開、同餘定理、次方求模等。
3. 計算機課初步：三角形面積，三點順序等等。
4. 學會計算簡單程序的時間複雜度和空間複雜度。
5. 二分查找、貪心演算法經典演算法。
6. 簡單的排序演算法：冒泡排序法、插入排序法。
7. 高等數學。
8. 操作系統應用：DOS命令，學會Windows系統的一些小知識，學會編輯註冊表，學會使用組策略管理器（gpedit.msc）管理組策略等。

• 大一下學期：

1. 掌握C++部分語法，如引用類型、函數重載等，基本明白什麼是類。
2. 學會使用棧和隊列等線性結構。
3. 掌握BFS和DFS以及樹的前序、中序、後序遍歷。
4. 學會分治策略。
5. 掌握排序演算法：選擇排序、歸併排序、快速排序、計數、基數排序等等。
6. 動態規劃：最大子串和、最長公共子序列、最長單調遞增子序列、01背包、完全背包等。
7. 數論：擴展歐幾里德演算法、求逆元、同餘方程、中國剩餘定理。
8. 博弈論：博弈問題與SG函數的定義、多個博弈問題SG值的合併。
9. 圖論：圖的存儲、歐拉迴路的判定、單源最短路Bellman-Ford演算法及Dijkstra演算法、最小生成樹Kruskal演算法及Prim演算法。
10. 學會使用C語言進行網路編程與多線程編程。
11. 高等數學、線性代數：做幾道"矩陣運算"分類下的題目。
12. 學習matlab，如果想參加數學建模大賽，需要學這個軟體。

• 大一假期：

1. 掌握C++語法，並熟練使用STL（重要）。
2. 試著實現STL的一些基本容器和函數、使自己基本能看懂STL源碼。
3. 數據結構：字典樹、並查集、樹狀數組、簡單線段樹。
4. 圖論：使用優先隊列優化Dijkstra演算法及Prim演算法，單源最短路徑之SPFA，差分約束系統，多源多點最短路徑之FloydWarshall演算法，求歐拉迴路（圈套圈演算法）。
5. 拓撲排序：複雜BFS和DFS搜索、複雜模擬題訓練。
6. 動態規劃：多重背包、分組背包、依賴背包等各種背包問題（參見背包九講）。
7. 計算幾何：判斷點是否在線段上、線段相交、圓與矩形的關係、點是否在多邊形內、點到線段的最近點、多邊形面積、求多邊形重心、求凸包、點在任意多邊形內外的判定。
8. 學習使用C/C++連接資料庫、學習一種C++的開發框架來編寫一些窗體程序（如MFC、Qt）。

• 大二全年：

1. 熟練掌握數據結構：單調隊列、堆、並查集、樹狀數組、哈希表、線段樹、LCA與RMQ的轉化、後綴樹、字典樹、KMP演算法、AC自動機理論與實現等等。
2. 圖論一：強連通分量、雙連通分量、割點、橋、強連通分量和雙連通分量縮點、二分圖匹配（二分圖最大匹配、最小點集覆蓋、最小路徑覆蓋、二分圖最優匹配、二分圖多重匹配）、網路流（最大流的基本SAP、最大流的ISAP/Dinic等高效演算法、最小費用最大流、最大流最小割定理）等。
3. 動態規劃：斜率優化、四邊形優化動態規劃、樹形動態規劃、狀態壓縮動態規劃，多做動態規劃難題，訓練思維，向動態規劃更高級進階。
4. 數論和組合數學：高斯消元法、積性函數的應用、歐拉定理、費馬小定理、威爾遜定理、群論基礎、Polya定理與計數問題、Catalan數。
5. 計算幾何：多邊形間並蹱點對、凸多邊形間對蹱點對、四邊形剖分、三角剖分、凸多邊形最小周長外接矩形、凸多邊形最小面積外接矩形、凸多邊形間最小距離、凸多邊形直徑、凸多邊形的寬度等各種旋轉卡殼相關演算法、最小覆蓋圓、定圓最大點集覆蓋、平面上最近點對、三維計算幾何演算法。
6. 圖論二：網路流的各種構圖訓練（重要）、最小割與最小點權覆蓋等的關係、次小生成樹、第k短路、最小比率生成樹等。
7. 學好專業課知識：理解資料庫原理、學會SQL語句、學會使用觸發器、學好計算機組成原理。

• 大二假期：

1. 自學完離散數學。
2. 自學概率論部分章節。
3. 自學操作系統部分章節。

• 大三以後：

選擇自己感興趣的方向進行研究，參加ACM-ICPC競賽的隊員，需要全面學習和集訓。

• 課程推薦：

必學課程：C/C++/JAVA、數據結構、演算法設計與分析、離散數學、線性代數、概率論、操作系統、網路原理、編譯原理。

• 書籍推薦

1. 《C++ Primer中文版》
2. 《C++ 編程思想》
3. 《演算法競賽入門經典》
4. 《演算法競賽入門經典：訓練指南》
5. 《趣學演算法》
6. 《ACM國際大學生程序設計競賽：知識與入門》
7. 《ACM國際大學生程序設計競賽：題目與解讀》
8. 《演算法藝術與信息學競賽》
9. 《組合數學》
10. 《數論入門》
11. 《演算法導論》
12. 《ACM-ICPC世界總決賽試題解析》

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