MOOS-Ivp前置知识（1）

最新推荐文章于 2022-05-30 14:45:16 发布

Smile_tianyu

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本文介绍了MOOS-Ivp前置知识，包括如何构建和扩展应用程序pPrimeFactor，该应用处理NUM_VALUE变量，确定其质因数。文章讲解了应用程序的要求，如处理大数字、工作队列的设计，以及C++中处理大整数和字符串转换的方法。

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由于小编刚刚接触MOOS-Ivp及C++、linux等，对于MOOS-Ivp前置知识只能边学边记录：

本练习中要解决的一个主要问题是如何构建一个应用程序，测试输入将由另一个应用程序产生。一个应用程序发送一个素数，另一个应用程序分解为不同质数的乘积以后将求解的内容返回。

一、下载自己的可扩展MOOS-Ivp树，moos-ivp-extend。

二、进入moos-ivp-extend/src，使用指令构建一个新的应用程序。

$ GenMOOSApp PrimeFactor p "John Doe"

三、将其添加到CMakeList.txt中

四、注意：

扩展全新的pPrimeFactor应用程序以读取邮件NUM_VALUE，并确定它是偶数还是奇数，然后相应地发布新邮件。测试是通过UPOKEDDB完成的。

使用UTimeScript通过脚本中的一组值代替UPOKEDB测试上面的值。

处理迭代（）循环内的偶数/奇数判定。在NewMail（）中构建一个传入列表的C++列表，并在Idter（）中处理此列表。

五、pPrimeFor应用程序的说明

应用程序主要应该满足以下要求：

①、你的应用程序应该被称为pPrimeFactor。

②、你的应用程序应该注册并处理变量NUM_VALUE值，应用程序应该接受这个包含64位整数值的变量的邮件。最大值为，或1844 67407370955 1615，为64位无符号整数的最大值。你可以假设只有正整数作为输入。

③、传入变量是字符串类型。必须将其转换为代码中的数值。

④、应用程序应该确定给定输入的主要因素列表，并为每个输入生成以下输出：

原始数字，

指示接收到的顺序的索引，

指示其计算顺序的索引，

解决分解的时间。这是在正常的时钟时间，而不是CPU时间。使用MOSIMTIME（）函数获取接收到的时间和完成的时间。

主要因素的列表。

一个唯一的ID指定你，例如，你的用户名。

⑤、输出变量应该是PRIME_RESULT结果，格式如下。请注意，如果一个数可以由一个素数均匀地除以一次，如下面的两个3的例子，列出结果中的每一个：

    PRIME_RESULT = "orig=90090,received=34,calculated=33,solve_time=2.03,
    primes=2:3:3:5:7:11:13,username=jane"

⑥、应用程序不应该被大量数字所阻塞。无论前面查询的大小如何，我们都应该能够立即看到对低数量查询的响应。

⑦、不要使用已知素数的缓存。

六、关键点介绍：

本练习的关键问题是设计pPrimeFactor应用程序来处理任何大小的数字，但不能阻塞于处理的数字。某些小的数字，以及一小列素数的数字，使它们能够非常快速地计算它们的素因子集。其他数字，如任何20位质数，在确定其结果之前需要更多的步骤。你的应用程序应该能够很快接收到包含数字的邮件。

其目的是设计你的应用程序来快速处理和发布容易数字的结果，并且当接收到较难的数字时，不要延迟容易数字的结果。您需要建立一个工作队列（以C++列表的形式）来保存新到的和未解决的数字。您需要在OnNewMail()函数中填充该队列。你需要在你的迭代（）方法中对这个队列“工作”。

关键思想是每次调用Iterate()时，都会对队列中的每个项应用固定数量的素因式分解计算。对于某些元素，这将足以完成计算。它们可以从队列中删除，并以传出邮件的形式将其答案发送到MOOSDB。对于当前回合中不能完成的元素，它们将保留在队列中，以便在下一次调用Iterate()时进行连接。诀窍是为任何未完成的工作保存“状态”。

最后，我们将使用我们的uTimerScript数字序列来检查一个正常工作的pPrimeFactor应用程序，其中混合了简单数字和硬数字。我们将检查这些因素的正确计算，并检查硬数没有阻止容易的数字。

七、C++相关内容

①无符号长整数：

pPrimeFactor应用程序需要接受和处理非负整数，对于64位整数，最大值为：

unsigned long int value = 184467440739429084;

传统上，这是通过使用以下C++数据类型实现的。但是，在一些旧的C++编译器中，“unsigned long int”数据类型只有32位。在最新的编译器中，它们是64位。可以肯定的是，下面的数据类型变得更加常见，而在较新的编译器中，老式的将产生警告。我们将使用这个实验室中最新的样式：

 #include <cstdint>

   uint64_t value = 184467440739429084;

②为什么MOOS的输入要设置成字符串模式

MOOS消息要么是字符串类型，要么是双精度类型。字符串类型实际上允许表示任何其他复杂数据类型，因此基本上可能的消息类型是无限的。双类型是方便表示小数的，但在这里用不到。

C++中的双类型是8字节，或64位。类型uint64_t也为64位。他们都能够代表或1844 67407370955 1615不同的数字。不同之处在于，对于int64_t变量，仅表示范围[0,18446744073709551615]中的整数。对于双精度，所有负数、所有浮点非整数值（例如，23.87432）和高于18446744073709551615的数字都被填充到相同的64位中。这不可避免地意味着一些数字是不可表示的，而是映射到附近的“闭合”数。这是一些大整数值从数字大于15位数开始的情况。

这意味着，如果我们想要通过MOOS消息精确地传递大量数字，那么我们应该使用数字的字符串表示。因此，在我们的情况下，如果我们想要构成一个大的18-20位质数，我们需要使用字符串。

③字符串到数字，数字到字符串转换

在这个实验室里，你需要在字符串和数值之间执行一些转换。若要表示一个64位整数，我们希望使用uint64_t类型。

   #include <cstdint>
  uint64_t  value = 0;

在这个实验室中，如果使用实验室中提供的uTimerScript脚本，这些数字将作为字符串值发布到变量NUM_VALUE。例如：

NUM_VALUE="5674032334252535"。

若要将字符串从STR＝“5674032334252535”转换为一个“int64_t”，可以使用：

 #include <cstdlib>   // for the strtoul() function

 string str = "5674032334252535"
 uint64_t value = strtoul(str.c_str(), NULL, 0);

在另一个方面，将数值转换为字符串，可以使用C++ stringstream类来实现：

 #include <sstream>
 ....

 // Create the biggest unsigned long int possibe
 uint64_t ival = 18446744073709551615;

 // Convert it to a string
 stringstream ss;
 ss << ival;
 string str = ss.str();

 // Confirm it works
 cout << "Value:" << str << endl;

④用于字符串分析的极好的工具

在这个实验室中，需要生成以逗号分隔变量=值对的字符串形式发布的结果，如下所示。

  PRIME_RESULT = "orig=90090,received=34,calculated=33,solve_time=2.03”

八、对于该实验的建议

构建复杂代码的有效策略是识别相对容易的不同阶段，其中每个阶段都是(a)可验证的，(b)更接近于整体解决方案，(c)不需要在每个阶段之间进行大量重新工作。考虑到这一点，在实验中提供了以下不同的阶段：

①构建并编译

②增加你的应用程序接受和处理数值输入

未完待续。。。。。