雲林SONG

程式設計可以改變您的未來(Programming can change your future)。雲林SONG 全名為雲林軟體工程(SOftware eNGineering)，目標致力於軟體人才的培養並推廣開源軟體落實於資訊教育。程式設計的觀念是軟體產品的基礎，程式碼就像沙子一樣，要紮實，所建立出來的高塔才會穩固。本站也提供資訊教育相關的教學資源。 YunlinSONG stands for Yunlin SOftware eNGineering, offering tutorial for computer programming and promoting open-source software. Teaching resources in information technology education are provided here.

Arduino控制WS2812三色燈條

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本文用到的材料為：

WS2812B LED 燈條 x 1
Arduino UNO x 1
杜邦線公對公 x 3

軟體為 Arduino IDE 1.8.5搭配FastLED程式庫。

安裝 FastLED 程式庫
打開Arduino 的程式庫管理工具(草稿碼 ==> 匯入程式庫 ==> 管理程式庫)

搜尋FastLED

安裝好FastLED就可以看到內建的範例程式

Arduino電路

LED燈條 5V 接 Arduion 5V
LED燈條 GND 接 Arduion GND
LED燈條 ID 接 Arduion Pin 5

接好電路後，筆者使用【檔案 ==> 範例 ==> FastLED ==> ColorPalette】來試試看，ColorPalette的Demo影片如下：

因為程式裡設定使用 50 顆 LED，所以此燈條沒有全部亮。

參考資料：

[1] Guide for WS2812B Addressable RGB LED Strip with Arduino

Python Expressive Puzzlers 8: Does Equal

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底下的Java程式會輸出什麼結果？

public class DosEquis {
  public static void main(String[] args) {
    char x = 'X';
    int i = 0;
    System.out.print(true  ? x : 0);
    System.out.print(false ? i : x); 
  }
}

輸出結果會是XX嗎？根據 JLS 15.25的說明(true ? x : 0)的運算結果會是char型別，而(false ? i : x)的運算結果會是int型別。所以輸出結果為X88。

而 Python 只有 <expression1> if <condition> else <expression2>的語法，沒有 Java 的 conditional operator 的語法，於是不會有這樣子的Pitfall。

Python Expressive Puzzlers 7: Swap

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底下兩個Java Class分別會輸出什麼結果？

public class CleverSwapOne {
  public static void main(String[] args) {
    int x = 1984;
    int y = 2001;
    x ^= y ^= x ^= y;
    System.out.println("x = " + x + "; y = " + y);
}
}

public class CleverSwapTwo {
  public static void main(String[] args) {
    int x = 1984;
    int y = 2001;
    x ^= y;
    y ^= x;
    x ^= y;
    System.out.println("x = " + x + "; y = " + y);
  }
}

CleverSwapOne會輸出x = 0; y = 1984，而CleverSwapTwo會輸出x = 2001; y = 1984。為什麼會這樣子呢？

根據JLS 15.7 的說明：「Evaluate Left-Hand Operand First」也就是CleverSwapOne 的執行順序如下：

// The actual behavior of x ^= y ^= x ^= y in Java
int tmp1 = x; // First appearance of x in the expression
int tmp2 = y; // First appearance of y
int tmp3 = x ^ y; // Compute x ^ y
x = tmp3; // Last assignment: Store x ^ y in x
y = tmp2 ^ tmp3; // 2nd assignment: Store original x value in y
x = tmp1 ^ y; // First assignment: Store 0 in x

如同原作所說：「 Do not assign to the same variable more than once in a single expression.」

那Python呢？

x = 1984
y = 2001

x ^= y
y ^= x
x ^= y

x ^= y ^= x ^= y
print('x = ', x, 'y = ',  y)

「特洛伊木馬病毒程式設計--使用Python」讀後感

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特洛伊木馬病毒程式設計--使用Python 此書在前言部分就說明，請以學術研究的角度來看待此書。這讓筆者想起多年前曾去參加一個資安的活動，內容是說明什麼是buffer overflow、stack overflow、SQL injection 等主題，而近幾年隨著 python 程式語言的流行，也越來越多用 python 來寫一些五花八門功能的程式。

而導讀部分也提到只要權限夠(通常用Kernel mode)，用C/C++指標的功能可以存取到特定記憶體位址，進而做一些特異功能。此書透過檔案讀寫、網路功能、執行緒、鍵盤紀錄等四大程式功能來完成一個可收集 Windows User 按了哪幾個鍵盤。

而熟悉如何使用這四大功能的人，大概也不想看這本書了吧！底下列出一些參考資源給有興趣的人去研究。

1. Python File IO

2. Python Network Programming
3. Python Multithreading

4. Python Keylogger

依照這四大功能，此書從網路程式觀念開始慢慢地建立讀者的基本Socket程式觀念，接著說明如何用網路程式來傳送檔案以及通訊協定的介紹。之後，多工程式常用的執行緒上場了。然後就是最後一項功能：鍵盤紀錄(這方法限制在Windows系統上)。

OK，那麼本書的特洛伊木馬病毒程式範例到底是什麼呢？因為本書的範例是在虛擬機器上測試，而且相關的防火牆也需要關閉，也得開啟權限讓程式執行。而這離真正的木馬程式還有一段路要走。不過作者也提到，只要將程式修改，或是將觀念融會貫通並實作出來，就有機會越來越接近真實的木馬程式了。

BTW，書中提到一個數字：「1337」，想了解此數字代表什麼意思，請參考這裡 ]-[3I23或那裡 7]-[3I23。

Python Expressive Puzzlers 6: Multicast

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底下的Java程式會輸出什麼？

public class Multicast {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println((int) (char) (byte) -1);
}
}

結果不會是 -1。幸運的是有條簡單的規則來說明：「Sign extension is performed if the type of the original value is signed; zero extension if it is a char, regardless of the type to which it is being converted.」也就是 byte -1 === sign extension ==> char 65535 === zero extension ==> int 65535。

而 Python Built-in type 不多，筆者只試了底下兩行：

print(int(str(bytes(-1))))

print(int(chr(bytes(-1))))

輸出結果會是什麼呢？

Python Expressive Puzzlers 5: The Joy of Hex

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下面的程式碼會輸出什麼結果？

public class JoyOfHex {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(Long.toHexString(0x100000000L + 0xcafebabe));
  }
}

答案當然不會是1cafebabe。這是因為 0xcafebabe 會被擴展成 0x100000000L 的 long 型別，也就是從 int 變成 long。那這會讓 0xcafebabe 變成 0xffffffff cafebabeL ，原因是因為 0xcafebabe 的最高位元為1，當十六進制與八進制的最高位元為1時，Java會當成是負數來處理，也就是一直補1到左邊的高位元裡。而 0x100000000L + 0xcafebabe 就會變成

0x00000001 00000000L

+ 0xffffffff cafebabeL

運算結果為 0xcafebabe 。只要將 0xcafebabe 補上L變成 0xcafebabeL 就可以避免這個問題。

那Python呢？

print(hex(0x100000000L + 0xcafebabe))

Python Expressive Puzzlers 4: It’s Elementary

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底下Java程式的執行結果是什麼？

public class Elementary {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(12345 + 5432l);
    }
}

答案是 17777 。數字1和小寫的L(l)是不一樣的。所以"Java Puzzlers"作者建議如下：
「 Always use a capital el (L) in long literals, never a lowercase el (l).」
在long literals時，請用大寫的L。

那Python呢？

print(12345 + 5432l)

上述片段的Python程式碼是從VS code複製過來的，此IDE幫我們將小寫L標上不同的顏色了！

Python Expressive Puzzlers 3: Long Division

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長整數的處理在每個程式語言都不同，例如我們會預期底下的Java程式碼會輸出 1000。

public class LongDivision {
  public static void main(String[] args) {
    final long MICROS_PER_DAY = 24 * 60 * 60 * 1000 * 1000;
    final long MILLIS_PER_DAY = 24 * 60 * 60 * 1000;
    System.out.println(MICROS_PER_DAY / MILLIS_PER_DAY);
  }
}

但是結果卻是5。這是為什麼呢？Java在處理整數數字時是以 int 的型態來處理的，上述的程式碼雖然有指定用 long 的型態，但是 24 * 60 * 60 * 1000 * 1000 與 24 * 60 * 60 * 1000 都是以 int 的型態來進行運算的。int的最大值為 2147483647 。其中 MICROS_PER_DAY 的結果超過 int 最大值，溢位(Overflow)了。只要將程式改成下面就可以輸出 1000 的結果了。

public class LongDivision {
  public static void main(String[] args) {
    final long MICROS_PER_DAY = 24L * 60 * 60 * 1000 * 1000;
    final long MILLIS_PER_DAY = 24L * 60 * 60 * 1000;
    System.out.println(MICROS_PER_DAY / MILLIS_PER_DAY);
  }
}

"Java Puzzlers"一書提醒讀者：「When working with large numbers, watch out for overflow—it’s a silent killer.」

那在 Python 裡呢？

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2
3

MICROS_PER_DAY = MICROS_PER_DA 24L * 60 * 60 * 1000 * 1000
MILLIS_PER_DAY = 24L * 60 * 60 * 1000
print(MICROS_PER_DAY / MILLIS_PER_DAY)

Python Expressive Puzzlers 2: Time for a Change

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這個謎題是跟浮點數(float)有關的議題。請問底下Java程式會出現什麼結果？

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public class Change {
  public static void main(String args[]) {
    System.out.println(2.00 - 1.10);
  }
}

回答是0.9的話，是有問題的。筆者使用 JDK 10 來執行得到的結果為0.8999999999999999。這是為什麼呢？"Java Puzzlers"一書提到「not all decimals can be represented exactly using binary floating-point」也就是用2進位的表示方式無法精準地表示所有的十進位數字。Java可以用BigDecimal 犧牲效能來獲得精確的數值。

import java.math.BigDecimal;
public class Change {
  public static void main(String args[]) {
    System.out.println(new BigDecimal("2.00").
    subtract(new BigDecimal("1.10")));
  }
}

那 Python 的結果呢？

1	print(2.00 - 1.10)

Python Expressive Puzzlers 1: Oddity

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Python Puzzlers 系列文章皆參考"Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases"一書的內容，轉到 Python 語言中並看看這些陷阱會不會發生。

謎題一：判斷奇數

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public class Oddity {

public static boolean isOdd(int i) {

return i % 2 == 1;

}



public static void main(String[] args) {

        for(int i = -3; i <= 3; i++)

            System.out.println(i + ":" + Oddity.isOdd(i));

}

}

此書提到在 java 中，上述的程式碼有1/4的機率會不對，為什麼呢？原因是負奇數 % 2 會得到 -1。例如 -5 % 2 = -1 而 -1 == 1 不成立。那在Python中呢？請執行底下程式就知道結果了：

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def isOdd(n):
  print( n%2 )
  return n % 2 == 1
for i in range(-5, 5):
  print(i)
  print(isOdd(i))

VoxelSDK Calibration Wizard on Windows

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本篇文章介紹如何在Windows平台執行 TI 的 Calibration Wizard For 3DTOF Cameras 程式。所需要的軟體如下：

Visual Studio Code(筆者用1.25.1)
Python-2.7.12(筆者用AMD64/EM64T/x64)
Qt 5.4 (64-bit)
PCL-1.7.2.(筆者用PCL-1.7.2-AllInOne-win64-Debug.exe)
Voxel SDK-0.6.11-win64-msvs2017.exe

請在 Visual Stduio Code 安裝 Python extension for Visual Studio Code。
在安裝Python、PCL、Voxel SDK的過程中請選擇將Add xxx to the system PATH for all users。

Python 的 System Path

PCL 的 System Path

QT Extras可以不用安裝

VoxelSDK 的 System Path

選擇 PCL資料夾

選擇QT資料夾

下載 https://github.com/3dtof/calibwizard 壓縮檔

將壓縮檔解壓縮，在 Visual Studio Code 中開始此資料夾。

開啟後會見到下圖，其中 CalibrationWizard.py 為主程式。

此時還需安裝相關的python套件，指令如下：

python -m pip install --user --upgrade pip
python -m pip install --user numpy
python -m pip install --user matplotlib
python -m pip install --user PySide
python -m pip install --user pyqtgraph
python -m pip install --user opencv-python
python -m pip install --user scipy

安裝好後就可以執行了，執行結果如下影片：

使用TextRank演算擷取關鍵字(Using TextRank to Extract Keywords)

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本文所提的TextRank演算法是參考 Rada Mihalcea 與 Paul Tarau 在 2004所提出的論文"TextRank: Bringing Order into Texts"，而此篇論文被引用的次數有逐年增加的趨勢：