USACO美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽2024-2025編程模擬試卷（算法應(yīng)用）實(shí)戰(zhàn)解析

USACO美國(guó)計(jì)算機(jī)奧林匹克競(jìng)賽2024-2025編程模擬試卷（算法應(yīng)用）實(shí)戰(zhàn)解析一、編程題：牛牛的數(shù)字游戲要求：牛牛有一個(gè)數(shù)字游戲，他有一系列數(shù)字，他可以通過(guò)交換任意兩個(gè)相鄰數(shù)字的位置來(lái)獲得更高的分?jǐn)?shù)。牛牛的目標(biāo)是通過(guò)交換獲得最高的分?jǐn)?shù)。給出一組數(shù)字，編寫(xiě)程序幫助牛牛找到獲得最高分?jǐn)?shù)的交換方案。輸入格式：第一行包含一個(gè)整數(shù)n（2≤n≤10^5），表示數(shù)字的個(gè)數(shù)。第二行包含n個(gè)整數(shù)，表示數(shù)字序列。輸出格式：輸出一行，包含兩個(gè)整數(shù)，分別表示需要交換的數(shù)字的起始位置和結(jié)束位置。輸入示例：512345輸出示例：24二、編程題：牛牛的迷宮挑戰(zhàn)要求：牛牛在一個(gè)n×m的迷宮中，迷宮的每個(gè)格子可能是墻或者路。牛牛要從左上角（1,1）走到右下角（n,m），且只能向右或向下走。每走一步，牛牛都會(huì)消耗一定的體力。牛牛想要盡可能少地消耗體力，編寫(xiě)程序幫助他找到最省力的路徑。輸入格式：第一行包含兩個(gè)整數(shù)n和m（1≤n,m≤10^5），表示迷宮的行數(shù)和列數(shù)。輸出格式：輸出一行，包含兩個(gè)整數(shù)，分別表示從左上角到右下角的最短路徑長(zhǎng)度和路徑上的體力消耗。輸入示例：44RRRRRWWRRWRWRRRR輸出示例：90三、編程題：牛牛的序列合并要求：牛牛有兩個(gè)有序整數(shù)序列，他需要將這兩個(gè)序列合并成一個(gè)有序序列。編寫(xiě)程序幫助牛牛完成這個(gè)任務(wù)。輸入格式：第一行包含兩個(gè)整數(shù)n和m，分別表示第一個(gè)序列的長(zhǎng)度和第二個(gè)序列的長(zhǎng)度（1≤n,m≤10^5）。輸出格式：輸出一行，包含一個(gè)整數(shù)，表示合并后的序列的長(zhǎng)度。輸入示例：33135246輸出示例：6123456四、編程題：牛牛的庫(kù)存管理要求：牛牛的商店需要管理多個(gè)商品的庫(kù)存。每個(gè)商品由一個(gè)唯一的ID和一個(gè)對(duì)應(yīng)的庫(kù)存數(shù)量表示。編寫(xiě)程序幫助牛牛實(shí)現(xiàn)以下功能：1.添加新的商品到庫(kù)存中。2.刪除庫(kù)存中的商品。3.修改商品的數(shù)量。4.查詢(xún)商品的數(shù)量。輸入格式：第一行包含一個(gè)整數(shù)n（1≤n≤10^5），表示初始庫(kù)存中商品的數(shù)量。輸出格式：根據(jù)輸入的指令進(jìn)行操作，并按照指令的順序輸出結(jié)果。輸入示例：3110220330指令示例：A15//添加商品，ID為1，數(shù)量為5D2//刪除商品，ID為2U115//修改商品，ID為1，數(shù)量為15Q1//查詢(xún)商品，ID為1五、編程題：牛牛的日期轉(zhuǎn)換要求：牛牛需要將日期從一種格式轉(zhuǎn)換到另一種格式。兩種格式如下：-舊格式：YYYY-MM-DD-新格式：DD-MM-YYYY編寫(xiě)程序幫助牛牛完成日期的轉(zhuǎn)換。輸入格式：第一行包含一個(gè)整數(shù)n（1≤n≤10^5），表示需要轉(zhuǎn)換的日期數(shù)量。輸出格式：對(duì)于每個(gè)輸入的日期，輸出按照新格式轉(zhuǎn)換后的日期。輸入示例：22024-01-152025-12-31輸出示例：15-01-202431-12-2025六、編程題：牛牛的單詞排序要求：牛牛需要將一個(gè)字符串中的單詞按照字典順序進(jìn)行排序。單詞之間由空格分隔，可能包含標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。編寫(xiě)程序幫助牛牛完成單詞的排序。輸入格式：第一行包含一個(gè)整數(shù)n（1≤n≤10^5），表示單詞的數(shù)量。輸出格式：輸出一行，包含按照字典順序排序后的單詞序列，單詞之間用空格分隔。輸入示例：3hello!world,computer.輸出示例：computer.hello!world,本次試卷答案如下：一、編程題：牛牛的數(shù)字游戲答案：```pythondefmax_score_swap(nums):n=len(nums)max_score=0start=0end=0foriinrange(n):forjinrange(i,n):ifnums[i]<nums[j]:score=0temp=nums[:]forkinrange(i,j+1):temp[k],temp[k+1]=temp[k+1],temp[k]forkinrange(n):forlinrange(k+1,n):iftemp[k]<temp[l]:score+=1ifscore>max_score:max_score=scorestart=iend=jreturnstart+1,end+1#輸入示例nums=[1,2,3,4,5]#輸出示例print(max_score_swap(nums))```解析思路：1.遍歷所有可能的相鄰數(shù)字對(duì)。2.對(duì)于每一對(duì)數(shù)字，交換它們的位置，然后計(jì)算交換后的數(shù)字序列中所有相鄰數(shù)字對(duì)中較小數(shù)字的數(shù)量。3.記錄最大的數(shù)量和對(duì)應(yīng)的起始和結(jié)束位置。4.返回起始位置和結(jié)束位置。二、編程題：牛牛的迷宮挑戰(zhàn)答案：```pythondefmin_energy_maze(n,m,maze):energy=[[float('inf')]*mfor_inrange(n)]energy[0][0]=0foriinrange(n):forjinrange(m):ifmaze[i][j]=='W':continueifi>0:energy[i][j]=min(energy[i][j],energy[i-1][j]+1)ifj>0:energy[i][j]=min(energy[i][j],energy[i][j-1]+1)returnenergy[-1][-1],0#輸入示例n,m=4,4maze=["RRRR","RWWR","RWRW","RRRR"]#輸出示例print(min_energy_maze(n,m,maze))```解析思路：1.創(chuàng)建一個(gè)二維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)到達(dá)每個(gè)格子的最小體力消耗。2.初始化第一個(gè)格子的體力消耗為0。3.遍歷每個(gè)格子，如果它是墻壁，則跳過(guò)；否則，計(jì)算到達(dá)該格子的最小體力消耗。4.返回到達(dá)右下角格子的最小體力消耗和起始位置。三、編程題：牛牛的序列合并答案：```pythondefmerge_sequences(n,m,seq1,seq2):merged=[]i,j=0,0whilei<nandj<m:ifseq1[i]<seq2[j]:merged.append(seq1[i])i+=1else:merged.append(seq2[j])j+=1whilei<n:merged.append(seq1[i])i+=1whilej<m:merged.append(seq2[j])j+=1returnlen(merged)#輸入示例n,m=3,3seq1=[1,3,5]seq2=[2,4,6]#輸出示例print(merge_sequences(n,m,seq1,seq2))```解析思路：1.初始化兩個(gè)指針i和j，分別指向兩個(gè)序列的起始位置。2.比較兩個(gè)序列中當(dāng)前指針指向的元素，將較小的元素添加到合并后的序列中，并移動(dòng)相應(yīng)的指針。3.當(dāng)一個(gè)序列遍歷完成后，將另一個(gè)序列剩余的元素添加到合并后的序列中。4.返回合并后的序列長(zhǎng)度。四、編程題：牛牛的庫(kù)存管理答案：```pythonclassInventory:def__init__(self):self.inventory={}defadd_item(self,id,quantity):ifidinself.inventory:self.inventory[id]+=quantityelse:self.inventory[id]=quantitydefremove_item(self,id):ifidinself.inventoryandself.inventory[id]>0:self.inventory[id]-=1elifidinself.inventory:delself.inventory[id]defupdate_quantity(self,id,quantity):ifidinself.inventory:self.inventory[id]=quantitydefget_quantity(self,id):returnself.inventory.get(id,0)#輸入示例inventory=Inventory()inventory.add_item(1,10)inventory.add_item(2,20)inventory.add_item(3,30)#指令示例inventory.add_item(1,5)inventory.remove_item(2)inventory.update_quantity(1,15)quantity=inventory.get_quantity(1)print(quantity)```解析思路：1.定義一個(gè)Inventory類(lèi)來(lái)管理庫(kù)存。2.實(shí)現(xiàn)添加、刪除、修改和查詢(xún)商品數(shù)量的方法。3.使用字典來(lái)存儲(chǔ)商品的ID和數(shù)量。4.根據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的操作，并輸出結(jié)果。五、編程題：牛牛的日期轉(zhuǎn)換答案：```pythondefconvert_date(date):year,month,day=map(int,date.split('-'))returnf"{day:02d}-{month:02d}-{year}"#輸入示例dates=["2024-01-15","2025-12-31"]#輸出示例fordateindates:print(convert_date(date))```解析思路：1.將輸入的日期字符串按照'-'分割，獲取年、月、日。2.使用字符串格式化將日期按照新格式重新組合。3.返回轉(zhuǎn)換后的日期字符串。六、編程題：牛牛的單詞排序答案：```pythondefsort_words(words):words=word