半年过去了，我也成功度过了我的大一上学期。在这里，让我稍微概括一下我在我的大一上学期都做了什么。

周赛链接：https://leetcode.cn/contest/weekly-contest-432/

涉及知识点：模拟、动态规划、二分检测

周赛链接：https://leetcode.cn/contest/weekly-contest-149/

涉及知识点：动态规划、滑动窗口、线段树、布尔投票法

MATLAB 个人笔记

MATLAB 版本 R2024b，该文不定时更新

变量

MATLAB中的基本变量单位是矩阵；

声明符号表达式

1
2
3

syms a;
% 现在 a 是一个符号，由 a 组成的表达式也是符号表达式
% 符号表达式被广泛运用于方法调用

前言

从上次更新到现在已经有将近一个月了，在这一个月里，我制作了一款联机弹幕PVP&PVE对战游戏《东方枪林弹雨》，请看下方演示视频。

本篇博客将会简要介绍程序的框架、我的开发思路以及一些个人感想，由于我也是头一回开发联网游戏，可能存在思路上的不严谨，望各位读者海涵。

ROS是什么

ROS是一个集成了许多工具和库的机器人操作框架，以节点之间的通信实现对数据的处理和硬件的操控。

配置ROS的工作环境

Windows上有用choco分发的ROS2，不过目前功能不算完善，所以关于ROS的开发工作一般在Linux系列系统上进行，这里我们选用20.04的Ubuntu来配置工作环境。

参考AutoLabor上的教程，配置主要有以下步骤。

• 设置安装源

  1	sudo sh -c '. /etc/lsb-release && echo "deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ros/ubuntu/ `lsb_release -cs` main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

• 设置key

  1	sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

• 安装

  1 2	sudo apt update sudo apt install ros-noetic-desktop-full

• 配置环境变量

  1 2	echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

  其中.bashrc是Ubuntu系统根目录下的记录环境变量的文件，以后我们自己编译了什么项目也可以把路径放在这里。
• 安装构建依赖

  1	sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential

• 初始化rosdep

  1 2	sudo rosdep init rosdep update

HelloWorld

在ROS里实现HelloWorld，首先需要我们构造一个节点，然后让该节点在日志中将HelloWorld作为信息输出。

搭建工作环境

要搭建工作环境，首先需要在工作区执行

1

catkin_make

这个命令的执行需要文件夹下存在src目录，该目录存放我们的工程文件。
之后要编译其中的工作文件我们也需要执行同样的命令。

完成命令后，会额外生成./bin与./devel文件夹，与./src/CMakeLists.txt
./bin中会存放生成的构建文件
./devel中会存放生成的执行脚本与一些头文件

创建工具包

要开始编写节点，我们需要先创建工具包，进入./src目录，并执行

1

catkin_create_pkg 包名 roscpp rospy std_msgs

包名的命名不要携带任何大写字母、下划线与连接线，用纯小写字母，这是一种命名规范
roscpp或者rospy是C++语言或Python语言的基础工具包，std_msgs是标准消息库，之后的通信会用到。

配置CMakeLists.txt

将add_executable()和target_link_libraries()取消注释，表明本次构建生成可执行文件。

编写项目

编写项目的流程就我目前总结如下：

1. 修改工具包下packages.xml，添加所需依赖
2. 依据需求修改CMakeLists.txt，设置编译过程
3. 如果要生成例如msg和srv这种依赖，那么先编译一遍
4. 配置工具包和依赖完成后，写代码。
5. 完成节点代码后编译
6. 启动节点测试

为了实现HelloWorld，我们需要编写如下代码

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

#include "ros/ros.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 初始化
    ros::init(argc,argv,"hello");
    // 创建节点
    ros::NodeHandle n;
    // 打印日志
    ROS_INFO("hello world!");

    return 0;
}

尤其值得注意的是，#include "ros/ros.h"这一行，为了让VSCode找到ros的头文件，我们要编辑includePath设置，一般来说在ros的默认安装路径下头文件在/opt/ros/noetic/include/**（最后那个**指包含所有子目录）

进行ros编程，最重要的就是节点，我们首先初始化并声明自己这个节点，然后再下一步输出日志。

int argc, char *argv[]是运行该节点时的一些基本参数，argc代表参数数量，argv是参数列表

没有额外参数传入时，argv[0]为文件路径，argv[1]为节点名称，argv[2]为日志路径，argc为3。

有额外参数时，argv[1]是第一个额外参数，argv[2]等等以此类推，argc为参数数量加上3。

启动节点测试

首先启动ROS内核

1

roscore

然后在工作区内启动节点

1
2

source ./devel/setup.bash
rosrun 包名 C++节点名（详见CMake脚本生成的可执行文件名）

节点通信的三类模型

参数服务器模型

ROSMaster负责储存一系列参数，发布者修改其中的参数，订阅者可以获取其中的参数。

工程文件详见param文件夹，以下提出几个要点：

• 服务器使用setParam()设置并准备发布参数，hasParam()检测参数存在性，getParam()以获取参数值。
• 该方法并不高效，不要把这个玩意当寄存器用。

服务通信模型

ROSMaster负责让发布者与订阅者建立连接，发布者接受来自订阅者的数据请求，并相应回给订阅者处理后的信息。

工程文件详见srv文件夹，以下提出几个要点：

• 为了明确发布者和订阅者发送的数据类型与数目，需要提前建立srv文件夹并准备.srv描述文件
• .srv文件中---上方的是订阅者请求信息，下方是发布者回应信息
• CMakeLists.txt中，应当将add_service_files()与generate_messages()方法打开，并添加message_generation作为第三方库到find_package()中。
• package.xml中，应当添加如下引用

  1 2	<build_depend>message_generation</build_depend> <exec_depend>message_runtime</exec_depend>

• 调用订阅者节点时，在这个实例中，应当在rosrun指令后添加参数，参数会被argv储存
• 用waitForService()方法可以在节点没启动时阻塞进程

话题通信模型

ROSMaster负责让发布者与订阅者建立连接，发布者发布消息，订阅者接收信息。

工程文件详见msg文件夹，其使用了.msg文件自定义传输数据，以下提出几个要点：

• 如果要自定义传输数据的结构，需要提前建立msg文件夹并准备.msg描述文件
• .msg文件中一行一个变量定义
• CMakeLists.txt中，应当将add_message_files()与generate_messages()方法打开，并添加message_generation作为第三方库到find_package()中。
• package.xml中，应当添加如下引用

  1 2	<build_depend>message_generation</build_depend> <exec_depend>message_runtime</exec_depend>

其它事项

1

rqt_graph

这个命令可以查看所有的节点状态与它们之间的关系。

创建工具包时使用catkin_create_pkg命令需在./src资源文件夹内进行。

编写msg文件或者srv文件时，int类型定义为int32，long long为int64，double为float64，记得查表。

简介

拓扑排序是一种针对有序无环图的排序方法，其会将一个有序无环图转化为一条链，且对于有序无环图中的每一条边u -> v，都保证节点u在节点v之前出现，即在将原图转化为一条链的过程中不破坏节点的先后顺序。

可以看到，上图中的链中节点的先后顺序仍然保持原样。

需要注意的是：一个有环的图是没法进行拓扑排序的，这很好理解，因为u -> v和v -> u的路径同时出现的话，u和v在链内就没有任何一种合法的排序方法，自然也无法排序。

CMake是什么

就个人理解，CMake是一个自动化的建构系统，他通过执行CMakeLists.txt中的一系列脚本，来针对指定项目生成一系列构建文件。然后我们就可以使用构建文件来编译并构建项目。

为什么使用CMake

就我目前学习到的知识而言，CMake具有以下优势

• CMake可以方便我指定用于构建项目的资源与依赖（扫描目录，自动检测）；
• CMake是跨平台的，它生成的构建文件（MakeFile）可以运用于在多个不同的平台上编译项目；

前言

计算行列式的值是线性代数中非常重要的一个知识点，由于个人能力限制，我一直都没有完成这道题目。好在有一位已经自学了线性代数的同学帮忙，我完成了这道题目。本篇文章不只会展示题解，也会同时解释清楚行列式的值的计算方法，并介绍行列式的部分实际应用。

前置知识

逆序对数

对于一个数列{a1, a2, a3 ... an}来说，其中的子数对(ai, aj)若其满足i < j且ai > aj，则称其为一个逆序对，一个数列的逆序对数为其包含逆序对的总数，记作t(a1, a2 ... an)。

举个例子，对于{4, 8, 2, 10, 7}来说，其满足条件的逆序对为(4, 2),(8, 2),(8, 7),(10, 7)，故其逆序对数为4。

计算一组随机数据的逆序对数最快的算法是仿照归并排序的分治法，复杂度为O(NlogN)。

前言

大数处理是程序设计中经常会遇到的问题，本篇文章将会介绍两种常见的大数处理方法（主要和取模有关）：

• 循环取余法
• 快速幂算法

前置知识

余数

余数指整数除法中被除数未被除尽部分，记作a % b。例如7无法整除3，得到商为2还剩下1，所以7对3取余得到1。

另外有一个概念被称作取模，当a与b同号，两个概念等价，否则的话它们之间有一定差别，这一部分概念不在本题讨论范围内。