适合初学者的最佳编程挑战：从易到难的编程练习
有一件事没人会提醒你。你可以连续一个月狂刷教程，对每个视频都点头称是，然后打开一个空白文件却完全不知道该写什么。我经历过。大多数学编程的人都经历过。
解决方法虽然枯燥，但确实有效：自己动手解决小问题，一开始就算做得不好也没关系。所以本指南分为两部分。第一部分是我精心挑选的十个最适合初学者的编程挑战题，难度大致由易到难。第二部分介绍了一些网站，你可以在这些网站上找到成千上万个类似的题目，前提是你得先把这些题目都看完。
任何编程语言都可以。我的例子主要用 Python 和少量 JavaScript，因为大多数人都是从这里入门的。尽量按顺序学习，每个问题都会引入一个新概念。
为什么编程挑战能培养真正的编程技能
什么才算挑战？一些小问题，答案显而易见。“拿一个词，倒着说出来。”“这里有一串数字，哪个最大？” 你不需要安装任何东西，也不需要选择任何框架。你可能只需要写十行代码。
看教程意味着跟随别人的思路。而编程挑战则恰恰相反，它带来的不适感反而很有帮助。你靠猜测，程序出错，你眯着眼睛寻找错误，然后再次尝试。坚持几周，有些事情就会悄然变得容易起来：
- 语法流畅度提升。再也不用第五次搜索“如何编写for循环”了。
- 解决问题的能力。在敲击键盘之前，你就会开始将模糊的任务分解成若干步骤。
- 逻辑思维。一个空列表，一个负整数，一个单字母单词。你会开始期待这些。
- 调试。红色错误信息不再让人觉得刺眼。
- 自信。你解决的每一个问题都证明你有能力独立编写程序。
有人曾经跟我说过，编程也有它自己的 80/20 法则，对于初学者来说，这个法则相当准确。大多数问题都离不开那五个基本步骤：循环、if/else 语句、字符串操作、字典计数和数组遍历。只要熟练掌握了这些技巧，很多“新”问题其实只是换了个新面貌的老问题而已。
10 个适合初学者先解决的简单编程挑战
这些方法都不是原创的，而这正是关键所在。它们几乎出现在所有入门课程中，因为它们确实有效。前五个只需要循环、条件语句和少量字符串或列表处理，而后五个则需要你在输入任何代码之前思考使用哪种数据结构。无论如何，即使感觉毫无意义，也尽量在至少二十分钟内不要去搜索。
挑战 1：FizzBuzz
任务是打印 1 到 100 的数字，但每个 3 的倍数都显示为“Fizz”，每个 5 的倍数都显示为“Buzz”，而 3 和 5 的倍数都显示为“FizzBuzz”。
我记得当时觉得它听起来简单得近乎侮辱人。但实际上并非如此简单，这也是为什么面试官们长期以来都喜欢用它的原因。那些读了很多编程书籍但很少动手实践的人，通常会在检查顺序上出错。我的 Python 版本是这样的：
python for n in range(1, 101): if n % 15 == 0: print("FizzBuzz") elif n % 3 == 0: print("Fizz") elif n % 5 == 0: print("Buzz") else: print(n)
如果你的代码运行正常，就把 %15 那一行拖到最下面，运行一下，看看有多少个 FizzBuzz 能存活下来。剧透一下：一个也没有。
挑战 2：反转字符串
输入“hello”，输出“olleh”。
几乎每种语言都有快捷方式，比如 Python 的 `s[::-1]` 或 JavaScript 的 `split("").reverse().join("")`，写一次看看效果也无妨。之后我建议直接删掉它，改用循环一次添加一个字符的枯燥版本。你会发现，大多数语言都不能直接修改字符串，如果没在这里学到这一点，以后很多人会因此感到困惑。
挑战 3：回文棋
回文词是指像“racecar”或“noon”这样的词，正读反读都一样，所以你的函数应该对它们说“是”，对“hello”说“否”。
如果成功了，不妨试试用“一个人，一个计划，一条运河：巴拿马”来提升你的编程技能。这段文字只有在全部转换为小写并去掉空格和标点符号后才能通过。你可以直接用上次挑战中编写的字符串反转代码，感觉很不错。
挑战 4：斐波那契数列
你可能以前见过这个数列：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13，其中每个数字都是它前面两个数字之和。你的函数应该返回其中的前 n 个数字。
两个变量和一个循环就足够了。有趣的是，当你用递归重写它时，函数会调用自身，然后请求 n = 35。在大多数笔记本电脑上，你会等待一段时间，而弄清楚为什么会这样，就相当于对动态规划的一次初步探索。这是那种“哦，原来如此”的顿悟时刻，却会深深地印在你的脑海里。
挑战 5：旋转数组
取一个数组和一个数字 k，然后将每个元素向右移动 k 位，末尾的元素循环到数组的前面。对于 [1, 2, 3, 4, 5] 和 k = 2，你应该得到 [4, 5, 1, 2, 3]。
大多数初次尝试都会在 k 大于列表时失败。将五个元素旋转 7 倍实际上只是将它们旋转 2 倍，这一点一旦你看到就很明显，否则是看不见的。
如果你顺利完成了前五个挑战，没遇到太多困难，那就很棒了。接下来的挑战对你的要求会更高一些。
挑战 6：找出数组中的最大整数
如果可以使用 max() 函数，找到最大值很容易，但你不能这么做。改用循环，然后找到第二大值，这样就不用遍历列表两次了。现在你需要跟踪两个值，因此必须小心地决定先更新哪个值。
重复数字和负数是很好的测试对象，因为很多早期解决方案在处理它们时都会悄悄失败。
挑战7：数句子中的元音字母
数元音字母是热身活动。真正的练习是分别数每个元音字母，并返回类似 {"a": 3, "e": 5, "i": 1, "o": 2, "u": 0} 的结果。
对于很多初学者来说，这是字典（或 JavaScript 中的对象）最终变得有意义的时刻，这很重要，因为它可能是你在接下来的一年中最依赖的数据结构。
挑战 8：字谜检查器
字谜是指使用完全相同的字母但顺序不同的词，例如“listen”和“silent”，所以你要编写一个函数来判断两个字符串是否符合字谜的条件。
我知道有两种合理的方法。你可以对两个字符串进行排序并比较结果，或者你可以统计每个字母出现的次数并比较这些次数。把两种方法都写出来，然后思考哪种方法更省力，这基本上就是你思考效率问题的第一步。
挑战9：二和
对于列表 [2, 7, 11, 15] 和目标值 9，返回加起来等于目标值的两个数字的位置，这里是 [0, 1]。
大多数人一开始会使用两个嵌套循环来遍历所有数字对，这对于短列表来说还可以，但很快就会变得很慢。更快捷的方法是将已经遇到的数字保存在一个字典中，这样就可以立即查找它们。LeetCode 将这种方法放在首位并非偶然，因为它清晰地展示了正确的数据结构有多么重要。
挑战10：猜数字游戏
在这里，电脑会随机抽取一个 1 到 100 之间的秘密数字，你不断猜测，它会告诉你“太大”或“太小”，直到你猜对为止，还会告诉你你尝试了多少次。
与其说这是一个简单的编程谜题，不如说它更像是一个小型应用程序，包含用户输入、while 循环和随机数。总会有人输入“banana”（香蕉）而不是数字，所以你还得处理错误输入。与其他谜题不同的是，这个谜题你可以把它交给朋友一起玩。
最佳在线编程挑战网站
我的十个挑战用完之后，你会想要一个无限量供应且带有自动检查功能的平台。这些在线编程挑战网站都具备这种功能，只是使用起来感觉很不一样。
| 平台 | 最适合 | 格式 | 成本 |
|---|---|---|---|
| 埃达比特 | 绝对初学者 | 浏览器中的小型编程挑战 | 免费套餐 |
| Codewars | 游戏化练习 | 社区解决方案排名“kata” | 自由的 |
| 运动 | 养成良好习惯 | 语言课程（可选配人工导师） | 自由的 |
| 免费代码营 | 结构化学习 | 课程包含练习和认证 | 自由的 |
| HackerRank | 技能培训和就业准备 | 基于主题并带有难度标签的问题 | 免费供学习者使用 |
| LeetCode | 面试准备 | 算法题（难度：简单/中等/困难） | 免费套餐 |
| CodeChef | 迈向比赛 | 练习路线加定期比赛 | 免费套餐 |
| 欧拉计划 | 数学爱好者 | 数学难度高的谜题，仅提交答案 | 自由的 |
| 代码的出现 | 季节性乐趣 | 每年十二月推出以故事为主题的每日谜题 | 自由的 |
埃达比特
如果朋友问我从哪里开始，我会推荐 Edabit。题目都很短，所有程序都在浏览器中运行，还能获得经验值。Edabit 涵盖了 Python、JavaScript、Java、C++ 等多种语言，而且“非常简单”的标签是真的非常简单。
Codewars
Codewars 将其题目称为“kata”（武术术语，意为练习）。题目难度从最简单的 8 级到 1 级不等。神奇之处在于提交之后。你可以看到其他所有人的答案，将你笨拙的十行代码与别人简洁流畅的两行代码并列比较，比大多数教程都更有启发性。
运动
Exercism 是一个非营利性项目，完全免费。它涵盖超过 80 种编程语言，如果你需要，还有志愿者导师可以帮你检查代码。你可以直接在浏览器中使用，也可以将练习下载到自己的电脑上。我建议你最终选择后者，因为它能让你熟悉 Visual Studio Code 和终端的使用。
免费代码营
严格来说，它并非一个挑战网站。它是一套完整的课程体系，由数百个小型编程练习组成，因此也符合挑战的定义。如果你喜欢结构化的学习，它非常适合你：涵盖 JavaScript、Python、响应式网页设计等内容，每个学习路径结束时都有认证项目。
HackerRank
HackerRank 将问题按技能类别（Python、SQL、数据结构、算法）进行分类，并显示每个问题的难度以及已解答人数。许多公司会用它来筛选候选人。现在熟悉一下界面，以后就能省去不少麻烦。
LeetCode
这里是面试准备的天堂。题目分为简单、中等和困难三个等级，即使是“简单”的题目也假定你已经掌握了基础知识。我建议你把这些编程挑战当作一个前进的方向，而不是起点。等我感觉自己已经掌握了十分钟的编程技巧，再回来吧。
CodeChef
CodeChef 最初是一个竞技编程网站。如今，除了常规比赛之外，它还提供初学者练习路径，所以如果你觉得限时比赛很有趣，这里是一个不错的尝试之地。
欧拉计划
需要编写代码才能破解的数学题。网站上没有编辑器。你可以随意编写程序，只需输入最终结果即可。数学爱好者会非常喜欢它。其他人则往往不感兴趣。
代码的出现
每年十二月，你都会收到一个由两部分组成的谜题，中间穿插着一个滑稽的故事。活动最近从25天缩短到12天，并且取消了全球排行榜，所以现在主要是和朋友或同事们一起玩私人排行榜。之前的谜题会全年保留，谜题库也是一个绝佳的练习素材库。
你还会听到 Coderbyte 的名字，它将挑战与面试课程结合起来；以及 Topcoder，它实际上是为经验丰富的开发人员准备的。
友情提示：许多较早的题目列表仍然指向 Google Code Jam 和 Kick Start。Google 已于 2023 年关闭了这两个平台，现在只剩下题目存档。
如何练习编程挑战而不至于精疲力竭
收藏十个网站并不能让你变得更好，养成习惯才能。以下是我大致的做法：
- 选择一种编程语言并坚持下去。Python通常是首选，因为它读起来几乎像英语。如果你想开发网站，JavaScript 是个不错的选择。
- 安装一个真正的代码编辑器。第一周用浏览器编辑器就行了。尽早安装 Visual Studio Code 可以让你学会运行文件、在终端中查看错误信息以及使用调试器。
- 每天解决一到三个问题。每天少量多次的编程练习胜过周日六小时的突击学习。练习间隙，模式会逐渐形成，而且小目标也不容易被忽略。
- 完成之后，不妨看看其他解决方案。在 Codewars 或 Exercism 上，找两三个其他答案看看。你会从中学习到最佳实践和一些真正值得借鉴的巧妙技巧。
- 重温旧题。一周后，凭记忆重新做一道题。如果做不出来，说明你只是死记硬背，而不是真正理解了。
- 先从小型项目入手。做大约 30 到 50 个问题，然后开发一些东西：比如待办事项清单、基于免费 API 的天气应用、文字冒险游戏。这时，不同的技能就开始相互协作了。
当你在编程挑战中遇到困难时该怎么办
你肯定会遇到难题。资深开发人员甚至在午饭前都会遇到难题。他们有一套解决难题的常规方法，所以不妨借鉴一下：
- 用你自己的话重述问题。很多“我解决不了这个问题”的情况，其实都是“我理解错了”。
- 手动完成一个例子。只需少量输入、笔和纸，并将你采取的每个步骤都记录下来。恭喜，这就是你的算法。
- 先写伪代码。 “对于每个数字，如果它大于当前最大值，则保留它。” 简单的英语比代码更容易修改。
- 把所有数据都打印出来。大多数 bug 都是因为某个变量的值与你的预期不符。打印出来看看吧。
- 大声解释。一行一行地讲解你的代码，对着人或者对着橡皮鸭都可以。软件错误往往会在句子说到一半的时候就显现出来。
- 分步骤使用提示。许多平台会在给出完整答案之前提供提示。先采纳提示，然后再继续尝试。
无论如何，千万不要照搬别人的解决方案，然后看着它通过审核就走开。我之前就这么做过一段时间，结果一无所获。如果你真的看了某个答案，关掉标签页，等一个小时，然后自己重新构建一遍。
面向区块链初学者的加密主题代码挑战
也许你最初想学习编程的原因是加密货币支付或区块链。那么就从解决相关领域的问题入手。虽然基础知识相同（字符串、整数、API），但任务更贴近实际技术工作。你不需要理解共识算法。
- 获取实时币价。调用一个免费的公开加密货币价格 API，打印当前比特币价格，每分钟刷新一次。Hello，HTTP 请求和 JSON。
- 验证钱包地址格式。检查字符串是否像一个合理的地址：长度正确、前缀正确、仅包含允许的字符。这是很好的字符串练习，也是正则表达式的入门。
- 构建一个单位转换器。将聪 (Satoshi) 转换为比特币 (BTC)（1 BTC = 100,000,000 聪），将韦 (wei) 转换为以太坊 (ETH)（1 ETH = 10¹⁸ wei）。你会很快发现为什么浮点数和货币不兼容，以及为什么开发者要将金额保持为整数。
- 使用 SHA-256 算法对字符串进行哈希处理。用标准库对句子进行哈希处理，然后更改一个字母，再次进行哈希处理。结果完全不同。这种特性是区块链得以维系的关键所在。
- 创建一个简单的结账页面。该页面包含一个“使用加密货币支付”按钮，点击该按钮可通过支付网关 API 生成测试发票。
最后一点将其他所有步骤串联起来：表单、API 调用、错误处理以及向真实用户展示结果。像Plisio这样的网关会发布 API 和文档，您可以将其集成到模拟商店中，这使得初学者练习看起来非常像真正的电子商务集成。
今天就从一个编程问题开始你的编程练习吧！
回想当初我刚开始编程时遇到的瓶颈，真正让我突破的并非什么传说中的难题。对初学者来说，最好的编程挑战反而是那些看似枯燥乏味的小问题，我通常是在深夜，一边喝着冷茶一边在电脑旁苦苦钻研，最终才得以完成。
所以今晚就打开编辑器，让 FizzBuzz 运行起来，哪怕代码再丑也没关系。趁着现在还觉得有趣，继续往下看我的列表，等到觉得没意思了，就换成表格里看起来最友好的网站。把这个习惯养成到让你觉得跳过它有点傻的地步。一个月后，有些网站你会觉得几乎无聊透顶，而这种无聊感，其实就是真正掌握编程技能后内心的真实感受。
