如何成為一個算法工程師

近年來，算法行業(yè)異?；鸨惴?a target="_blank">工程師年薪一般20萬～100 萬。越來越多的人學(xué)習(xí)算法，甚至很多非專業(yè)的人也參加培訓(xùn)或者自學(xué)，想轉(zhuǎn)到算法行業(yè)。盡管如此，算法工程師仍然面臨100萬的人才缺口。缺人、急需，算法工程師成為眾多企業(yè)獵頭爭搶的對象。

計算機(jī)的終極是人工智能，而人工智能的核心是算法，算法已經(jīng)滲透到了包括互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)、金融業(yè)、航空、軍事等各個社會領(lǐng)域。可以說，算法正在改變著這個世界。

下面說說如何成為一個算法工程師，萬丈高樓平地起，盡管招聘啟事的算法工程師都要求會機(jī)器學(xué)習(xí)，或數(shù)據(jù)挖掘，推薦算法，圖像識別等，但剛?cè)腴T者，還需要先從基礎(chǔ)學(xué)起，寬基礎(chǔ)，精技術(shù)。

大學(xué)期間必須要學(xué)好的課程：C/C++兩種語言（或JAVA）、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)庫原理、操作系統(tǒng)原理、計算機(jī)組成原理、人工智能、編譯原理、算法設(shè)計與分析。

?大一上學(xué)期：

1.C語言基礎(chǔ)語法必須全部學(xué)會，提前完成C語言課程設(shè)計。

2.簡單數(shù)學(xué)題：求最大公約數(shù)、篩法求素數(shù)、康托展開、同余定理、次方求模等。

3.計算機(jī)課初步：三角形面積，三點(diǎn)順序等等。

4.學(xué)會計算簡單程序的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

5.二分查找、貪心算法經(jīng)典算法。

6.簡單的排序算法：冒泡排序法、插入排序法。

7.高等數(shù)學(xué)。

8.操作系統(tǒng)應(yīng)用：DOS命令，學(xué)會Windows系統(tǒng)的一些小知識，學(xué)會編輯注冊表，學(xué)會使用組策略管理器（gpedit.msc）管理組策略等。

?大一下學(xué)期：

1.掌握C++部分語法，如引用類型、函數(shù)重載等，基本明白什么是類。

2.學(xué)會使用棧和隊(duì)列等線性結(jié)構(gòu)。

3.掌握BFS和DFS以及樹的前序、中序、后序遍歷。

4.學(xué)會分治策略。

5.掌握排序算法：選擇排序、歸并排序、快速排序、計數(shù)、基數(shù)排序等等。

6.動態(tài)規(guī)劃：最大子串和、最長公共子序列、最長單調(diào)遞增子序列、01背包、完全背包等。

7.數(shù)論：擴(kuò)展歐幾里德算法、求逆元、同余方程、中國剩余定理。

8.博弈論：博弈問題與SG函數(shù)的定義、多個博弈問題SG值的合并。

9.圖論：圖的存儲、歐拉回路的判定、單源最短路Bellman-Ford算法及Dijkstra算法、最小生成樹Kruskal算法及Prim算法。

10.學(xué)會使用C語言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程與多線程編程。

11.高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)：做幾道“矩陣運(yùn)算”分類下的題目。

12.學(xué)習(xí)matlab，如果想?yún)⒓訑?shù)學(xué)建模大賽，需要學(xué)這個軟件。

?大一假期：

1.掌握C++語法，并熟練使用STL（重要）。

2.試著實(shí)現(xiàn)STL的一些基本容器和函數(shù)、使自己基本能看懂STL源碼。

3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字典樹、并查集、樹狀數(shù)組、簡單線段樹。

4.圖論：使用優(yōu)先隊(duì)列優(yōu)化Dijkstra算法及Prim算法，單源最短路徑之SPFA，差分約束系統(tǒng)，多源多點(diǎn)最短路徑之FloydWarshall算法，求歐拉回路（圈套圈算法）。

5.拓?fù)渑判颍簭?fù)雜BFS和DFS搜索、復(fù)雜模擬題訓(xùn)練。

6.動態(tài)規(guī)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(diǎn)是否在線段上、線段相交、圓與矩形的關(guān)系、點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)、點(diǎn)到線段的最近點(diǎn)、多邊形面積、求多邊形重心、求凸包、點(diǎn)在任意多邊形內(nèi)外的判定。

8.學(xué)習(xí)使用C/C++連接數(shù)據(jù)庫、學(xué)習(xí)一種C++的開發(fā)框架來編寫一些窗體程序（如MFC、Qt）。

?大二全年：

1.熟練掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：單調(diào)隊(duì)列、堆、并查集、樹狀數(shù)組、哈希表、線段樹、LCA與RMQ的轉(zhuǎn)化、后綴樹、字典樹、KMP算法、AC自動機(jī)理論與實(shí)現(xiàn)等等。

2.圖論一：強(qiáng)連通分量、雙連通分量、割點(diǎn)、橋、強(qiáng)連通分量和雙連通分量縮點(diǎn)、二分圖匹配（二分圖最大匹配、最小點(diǎn)集覆蓋、最小路徑覆蓋、二分圖最優(yōu)匹配、二分圖多重匹配）、網(wǎng)絡(luò)流（最大流的基本SAP、最大流的ISAP/Dinic等高效算法、最小費(fèi)用最大流、最大流最小割定理）等。

3.動態(tài)規(guī)劃：斜率優(yōu)化、四邊形優(yōu)化動態(tài)規(guī)劃、樹形動態(tài)規(guī)劃、狀態(tài)壓縮動態(tài)規(guī)劃，多做動態(tài)規(guī)劃難題，訓(xùn)練思維，向動態(tài)規(guī)劃更高級進(jìn)階。

4.數(shù)論和組合數(shù)學(xué)：高斯消元法、積性函數(shù)的應(yīng)用、歐拉定理、費(fèi)馬小定理、威爾遜定理、群論基礎(chǔ)、Polya定理與計數(shù)問題、Catalan數(shù)。

5.計算幾何：多邊形間并蹱點(diǎn)對、凸多邊形間對蹱點(diǎn)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(zhuǎn)卡殼相關(guān)算法、最小覆蓋圓、定圓最大點(diǎn)集覆蓋、平面上最近點(diǎn)對、三維計算幾何算法。

6.圖論二：網(wǎng)路流的各種構(gòu)圖訓(xùn)練（重要）、最小割與最小點(diǎn)權(quán)覆蓋等的關(guān)系、次小生成樹、第k短路、最小比率生成樹等。

7.學(xué)好專業(yè)課知識：理解數(shù)據(jù)庫原理、學(xué)會SQL語句、學(xué)會使用觸發(fā)器、學(xué)好計算機(jī)組成原理。

?大二假期：

1.自學(xué)完離散數(shù)學(xué)。

2.自學(xué)概率論部分章節(jié)。

3.自學(xué)操作系統(tǒng)部分章節(jié)。

?大三以后：

選擇自己感興趣的方向進(jìn)行研究，參加ACM-ICPC競賽的隊(duì)員，需要全面學(xué)習(xí)和集訓(xùn)。

?課程推薦：

必學(xué)課程：C/C++/JAVA、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析、離散數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)原理、編譯原理。

?書籍推薦

1.《C++ Primer中文版》

2.《C++編程思想》

3.《算法競賽入門經(jīng)典》

4.《算法競賽入門經(jīng)典：訓(xùn)練指南》

5.《趣學(xué)算法》

6.《ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽：知識與入門》

7.《ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽：題目與解讀》

8.《算法藝術(shù)與信息學(xué)競賽》

9.《組合數(shù)學(xué)》

10.《數(shù)論入門》

11.《算法導(dǎo)論》

12.《ACM-ICPC世界總決賽試題解析》