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标题: ACMer数学建模Python编程起步 [打印本页]
作者: 杨利霞    时间: 2020-4-6 11:23
标题: ACMer数学建模Python编程起步

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# F/ h: i% X0 \+ O笔者一建模小白，同时也是一名ACMer。寒假期间学完了数学建模所需的一些编程知识，磕磕碰碰渐渐入门。在此为想要参加数学建模的ACMer分享一些经验。该文该帖系笔者原创，笔者刚入数学建模时，对于数学建模应该怎么样去编程也同样非常迷茫，在网上也没有找到相关的经验贴，故在此给大家分享几点经验。该文会长期更新，欢迎在评论区交流。( c$ z+ H2 d. T1 w9 P

  j6 j2 h- P2 o数学建模和ACM的区别' U1 Y+ y  U  x# G9 `3 b
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相比于ACM，数学建模编程主要有以下几点区别：
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* X6 Y" L3 v  {/ l9 W4 D* z1.ACM的编程多是用来直接处理一些算法问题，需要对算法进行创新应用，重点在于算法；而数学建模中的编程多是用来运行算法模型以获得所需的数据，或者是画图、画表格之类的，很多算法模型都是现成的，有很多ACM中的诸如Floyd的算法已经被封装成模块。有趣的是，他们可能是以伪码表示的，并不像ACM模板，都已经写好代码了，这时，就需要各位大佬根据伪码翻译成计算机所能理解的语言。ACM重在算法，数学建模编程虽然也需要对算法模型进行创新，但更多的，重在计算，重在选择最优的模型达到最优的效果。$ S+ b% D) L2 S' `
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2.比赛方式不同，ACM是在指定地点进行比赛，时间通常只有紧张的5个小时，在这5个小时内，需要各个队员的精神高度集中的投入到算法问题的解决中来，而且程序必须是在一定效率的情况下运行（比如比赛时程序应该在1s结束，只能占用256mb的空间，如果在时空限制下没有完成算法问题的解决，是不能记分的）有的题目可能做不出。而数学建模则在3天甚至更长的时间比赛，比赛地点一般在学校提供的教室里，可以随便自由出行，甚至可以是在家（比如今天坑爹的新冠病毒疫情，想必许多美赛选手都是在家比赛）。一般数学模型的解法只有最优最劣与否，没有对错。) X* W* ^8 c; K$ H$ j6 L! ^
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3.可访问资料的范围不同，ACM允许携带纸质资料，选手们通常会把平时浏览过的一些有意义的博客打印下来，还会打印好相关资料，如ACM模板等，在比赛的时候还会有志愿者们巡逻考场，不允许携带电子设备和U盘等进入考场，考场也通常会打开电子屏蔽器，屏蔽相关信号，切断与外界的交流。而数学建模则多要靠自觉，在比赛期间不能通过QQ等通信工具与其他选手交流比赛，要上传给学校。但除了要保证是自己做的以外，其他的互联网资源都是可以访问的。这时，强大的信息检索能力就重要了起来，可以在网上搜索相关的有用的模型，用计算机的语言实现。也有一些学长只是准备了20几天，靠着强大的学习能力获得了省一。
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3 Q) ^+ j5 m6 Z$ m9 d: [9 }8 w4.拿奖的难易不同。虽然数学建模和ACM在各自的领域都是属于家喻户晓的顶尖水平的竞赛。但是其实数学建模的水分还是总体上比ACM要高的。有的人也表达过相同的看法，通常一支队伍如果在ACM方面取得了某些奖项，一般情况下，这个队伍里的每个人总还是有两把刷子。但是如果是数学建模，可能就不一定了，输出的可能就是一个人，其他人只是用来给那个人加油助威的。从每年获奖的情况来看，从获奖总数和参加人数来说，ACM的奖项含金量更高。但这并不意味着数学建模没有用， 在数学建模的过程中，将学到很多平时学不到的科研的知识，比如论文的撰写和发表啊。而且数学建模相比于ACM，更加贴近科学。如果ACM和数学建模都能发展好，应该对时下大火的人工智能研究有好处，也能跟大概率获得算法相关的Offer。- F2 i% }- B: t3 G# H
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语言的选择- C6 t9 B' j  _* K
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目前主流的应用于数学建模的编程语言主要有两种，他们分别是Matlab和Pyhton。1 L3 y. T* o. {4 t3 q0 k
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Matlab语言的历史比较早，美国MathWorks公司出品，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。在Pyhon还没有问世前，广泛应用于数学。优点是学起来方便，要学的东西相对较少，适合不喜欢折腾的小白玩家，缺点是闭源，扩展性低下，除了数学之外没有太多的用途。
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: y& z; ^5 V/ F# q- O4 _& i这里推荐一个Matlab语言的学习网站：https://www.w3cschool.cn/matlab/7 @  Y6 P, x0 Y1 O

, I" X. U% f# `, `4 e/ }: HPython的大名相比大家都知道，他在深度学习，爬虫，机器学习等方面有很多应用，并且扩展性好，有丰富的功能和优质而成熟的社区，免费，开源，体积小，应用范围广，是未来的主流语言。我在这里向ACMer推荐这种语言，在以后的工作中，也可能经常用的到，并且以后要学习深度学习和机器学习的相关知识时，还会要用到它。但Python对于编程小白则不太友好，可能需要折腾很久。7 J2 a% R$ _0 D; J; |0 b  ?8 T
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这里也推荐一个Python3语言的学习网站：https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html
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注意，我们学的是Python 3.x，不是python2.x，他们两者的语法是有区别的，Python3.x更新6 d! w0 C# q4 d# v/ h

  w# H2 \' e' u这个网站上还有Python小实例，可以做一做，提高熟练度，一定要动手去做，如果不动手，到时候就会很生疏
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) j0 q4 V, M7 {" K) fhttps://www.runoob.com/python3/python3-examples.html, H* b; W& o# U) ?
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下面是一本网红书籍，几乎是Python入门首选，大家也可以看看，不过个人觉得，还是上面的这个网站写的好，这本书漏了很多) ]: `3 W1 e- Z! {0 a
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一些需要进一步学习的包- e3 O( B( Z" V% R$ \

! d$ G1 [1 D. V( vPython的包在他们官网一般都有详细的教程，可惜的是，他们大部分是英语的。国内有些包的教程还没有人翻译成中文，或者相比英文版缺斤少两。推荐大家阅读英文原版，如果实在看不懂就看中文版5 Q/ s& ^' `  y

* ]5 E8 o% v: k首先，需要学完数据分析三剑客Numpy，Matplotlib，Pandas。这三个包基本上在数学建模中经常用到，一定要掌握，下面分享的是他们的一些教程：
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numpy
5 o  Y4 x2 S9 k$ F2 U9 l5 {中文 https://www.runoob.com/numpy/numpy-tutorial.html
2 H" p6 V% w8 p& b8 L" z英文 https://numpy.org/doc/
8 _8 L' s0 A: I* ~8 p' a7 h9 I4 a* q5 J8 m  p
matplotlib$ x  ?: {5 j/ P, V! E& P' o
中文 https://www.matplotlib.org.cn
' H- U% B: Y' O" J+ P' @英文 https://matplotlib.org/contents.html
6 N- n: R) {. t; {! B6 W- |
/ V- s7 I  p$ B) O# J1 ?2 g( J; }pandas
1 }3 d5 @2 p, ]4 R中文 https://www.pypandas.cn
7 M4 e. N  H, q, t英文 https://pandas.pydata.org/docs/+ y( `8 n/ J  X. K( Q1 f/ g, Z

) k. b, |+ m* u# k/ _- K& l* ^0 K下面列举需要学习的一些包及其用途，大家可以参考参考，搜索他们的官网找到教程学习2 ?/ d3 h0 ^1 a* i. g
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数学计算：sympy numpy pandas; P) E/ D6 V. ?5 e2 x% D; a7 g, p8 o
数据分析：statsmodels
& F6 h3 g% \( r/ q' W" z4 @+ {图像处理：opencv pillow- a, w- X& V4 d' {) r% e
遗传和进化算法：geaty: V  T2 o: C4 g5 O3 A6 N- k3 z5 n
数据可视化：pyecharts seaborn matplotlib: J+ ?) U5 F+ t, x8 e0 l6 P
机器学习：sklearn scipy9 @% ?$ {, D$ {! \7 F' G
数学规划优化：gurobi
2 D0 h( L8 D; }原文链接：https://blog.csdn.net/STL_CC/article/details/104740689; Y# i' D- `2 E

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作者: 哈娃    时间: 2020-4-10 21:50
有帮助顶顶顶顶
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