كيف يمكنني تحسين براعتي الخوارزمية؟

Question

أثناء الدراسة الجامعية، شعرت أن تعليمي كان يتكون في الغالب من تطبيق النظرية الموجودة على مشاكل العالم الحقيقي (على سبيل المثال.تصميم/تحليل الخوارزمية).لقد رأيت اشتقاقات العديد من الخوارزميات والأدلة على تعقيدها، ولكن غالبًا ما يزعجني السؤال حول كيفية اكتشاف الخوارزمية.يبدو من الصعب تخيل تطوير خوارزمية جديدة نظرًا للبراعة التي ينطوي عليها صياغة نهج فعال.أتساءل عما إذا كانت هناك طرق لتدريب تلك البراعة.

سؤالي هو، كيف يمكنني تنمية المهارات اللازمة لتطوير أساليب مبتكرة لحل المشكلات الكمية؟هل هناك أي موارد تركز على هذه المهارات؟

Answer 1

يبدو أن البرمجة التنافسية قد تساعدك.أو مجرد جزء "البرمجة" منه.إذا كنت ترغب في صقل مهاراتك في حل المشكلات (وبالتالي قدرتك على التوصل إلى أفكار مبتكرة)، فيبدو أن حل المشكلات التنافسية هو الطريق الصحيح، حيث أنها تستهدف هذه المهارة عن طريق التصميم.

ستحتاج إلى نوعين من الموارد:أرشيفات المشاكل والمواد النظرية.

بالنسبة لأرشيفات المشاكل، يمكنني أن أقترح عليك تجربتها

• timus.online (المشكلات التي تتطلب بعض الأفكار/الملاحظات الذكية تبدأ بعد صعوبة تصل إلى 270 تقريبًا)
• codeforces.org (علامة التبويب "مشكلة"، مجموعة أكثر ثراءً من المشكلات، لكن الجودة الإجمالية أقل إلى حد ما من تلك الموجودة في التيموس)
• onlinejudge.org (يوجد في uHunt جدول بالمسائل التي تغطي مجموعة كبيرة ومتنوعة من المشكلات؛ملحق لكتاب البرمجة التنافسية 3)
• urionlinejudge.com.br (لديه بعض المشاكل الكبيرة)

أيضا، هناك atcoder.co.jp وهو يشبه قوى البرمجة ولكنه يستهدف في المقام الأول المشكلات المتعلقة بالرياضيات.

إن مفتاح العثور على أفكار أصلية هو معرفة ما توصل إليه الأشخاص بالفعل.إذا فهمت هذه الأفكار ويمكنك تطبيقها بسهولة نسبية، عندها أ) يمكنك التوصل إلى فكرة ذكية من خلال الجمع بين هذه الأفكار القديمة بطريقة ذكية و ب) يمكنك البحث عن أفكار جديدة بشكل أساسي بكفاءة أكبر لأنك تعرف ما ليس كذلك فكرة جديدة وما ليس طريقة تفكير جديدة لإيجاد أفكار جديدة.

إذا كنت توافق على الفقرة السابقة، فستحتاج إلى موارد حيث ستتمكن من تعلم مفاهيم وأفكار جديدة.المفتاح في هذا ليس فقط فهم النظرية أو الخوارزمية ولكن فهم الحدس والدليل (الأدلة) أيضًا.تعطي البراهين فكرة واضحة عن كيفية التوصل إلى الفكرة وكيفية التأكد من نجاحها.إن فهم الحيل والخوارزميات (التفكيرية) المستخدمة في البراهين هو المفتاح للتوصل إلى أفكارك الخاصة.

ومن ناحية أخرى، فإن الحدس هو رؤية ضمنية، فهو شيء يربط بين المشكلات وأدلتها (أو مجموعة فرعية من البراهين) وموضوع المشكلة بشكل عام.أقول هذا حتى لا تعتقد أن الحدس شيء سحري أو أنك إذا لم تفهمه عندما تقرأ الدليل فلن تفهمه على الإطلاق.للحصول عليه عليك تنفيذ هذه الخطوات

• قبل رؤية الحل، حاول التفكير فيه لمدة 30 دقيقة على الأقل (بالنسبة لي، تساعد الخربشة كثيرًا في التوصل إلى حلول بديهية)
• بعد ذلك، إذا شعرت أن بعض الأفكار التي تعتقد أنها ستنجح بنسبة 100% موجودة ولكنك لا تستطيع الوصول إليها تمامًا في عقلك، فلا تتخلى عنها وتمسك بها حتى تذهب إلى النوم.إذا لم تتمكن من النوم وأنت تفكر في المشكلة، فمن المؤكد أنك ستحصل على بعض المعرفة عندما تستيقظ.(https://psychology.stackexchange.com/a/13366 + تجربتي).
• دون أي اعتماد على ما إذا كنت قد قمت بحل المشكلة أم لا بعد هذا الإجراء، عندما تفتح الدليل (الإثباتات)، ستكون قادرًا على استيعابها وتحليلها بكفاءة أكبر، لأنك ستقرأ ولا تعرف الأفكار ولكن لمعرفة سبب عدم نجاح أفكارك، ومدى قربك منها، وأين ارتكبت خطأً في تفكيرك، وما الذي فاتك، ولماذا لم يكن هذا الشيء الذي ركزت عليه كثيرًا ذا صلة، وما الذي فعلته؟ كان عليك أن تعرف كيفية حلها على أي حال، وما إلى ذلك.إلخ....(هذه هي الطريقة SQ3R تعمل الطريقة أيضًا، فهي تجعلك تشكك في النص أولاً وبعد ذلك فقط تتيح لك قراءته كطريقة للإجابة على الأسئلة؛القراءة النشطة بدلاً من القراءة السلبية).
• إذا تمكنت من استخلاص بعض الحدس الإرشادي من البراهين، تهانينا!والآن انسَ هذه المشكلة وارجع بعد يومين أو ثلاثة وحل مشكلة أخرى مشابهة أو أصعب قليلًا في نفس الموضوع.بهذه الطريقة سوف "تطبع" هذا الحدس في دماغك، إذا جاز التعبير، لفترة طويلة نسبيًا (انظر، التكرار متباعدة)
• إذا لم تفعل فلا تحزن.لقد فهمت بشكل أو بآخر كيفية عمل البراهين.هذا يعني أن الشيء الوحيد المتبقي هو توحيدهم بطريقة ما مع الحدس.للقيام بذلك، ما عليك سوى الاستمرار في حل المشكلات المتعلقة بنفس الموضوع العام (السلاسل، الرسوم البيانية، نظرية الأعداد، وما إلى ذلك).الحدس ليس مرتبطًا ببعض المشاكل الملموسة (إذا كان الأمر كذلك، فلن يكون الحدس قادرًا على المساعدة في حل المشكلات الأخرى)، إذا كنت ستفهم الحدس وراء المشكلات الأخرى، فمن الطبيعي أن تفهم الحدس وراء المشكلة الأصلية أيضًا. !

حسنا، لذلك.وبهذا، ستكون قادرًا على استيعاب الأفكار القديمة بكفاءة، وفهم الحدس والبراعة الكامن وراءها.هذه موارد معقولة (على الرغم من أنني أعتقد أنك قد تستخدمها بالفعل):

1. مقدمة في الخوارزميات.كورمين
2. geekforgeeks.com
3. wikipedia.com (على محمل الجد، لديهم مقالات رائعة حول بعض الخوارزميات)
4. visualgo.net (خصوصًا إذا كنت متعلمًا بصريًا؛)

ومن خلال تجربتي في هذه المرحلة، ستتمكن من التوصل إلى أفكار أصلية بنفسك وبشكل طبيعي.ستكون قادرًا على رؤية الروابط بين الأفكار بوضوح وستبدأ في الظهور في رأسك.سيؤدي حل المشكلات إلى الحفاظ على المسارات العصبية في دماغك ولن تنسى الأساس النظري والحدس الذي قمت ببنائه.سيؤدي حل المشكلات أيضًا إلى بناء اتصالات عصبية جديدة وسيجلب السعادة عند اكتشاف رؤى جديدة.

أخيرًا، أريد أن أقول إنه إذا كانت بصيرتك شيئًا لم تتعلمه من قبل، فهي ذات قيمة.إذا قمت بدمج فكرتين معًا، حتى لو كانت بسيطة، فسوف تحصل على فكرة جديدة وسيكون لها قيمة.في كل مرة تتوصل فيها إلى مثل هذه الأفكار، على أية حال، فإنك تخلق شيئًا ذا قيمة.إذا كان هدفك هو التوصل إلى شيء ذي قيمة، فسوف تنجح في كل مرة.إذا كان هدفك هو التوصل إلى "رؤية أصلية"، فسرعان ما ستصاب بالإحباط الشديد، لأنه بغض النظر عما ستفعله، فمن المرجح أن تفشل (في البداية بالتأكيد).في النهاية، إذا اتبعت هذه الخطوات أو ما شابه، فلن تتحسن!بالتأكيد، في وقت ما في المستقبل، كل عُشر أفكارك ستكون أصلية حقًا؛)