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...887 内容简介 《游戏引擎架构》同时涵盖游戏引擎软件开发的理论及实践，并对多方面的题目进行探讨。本书讨论到的概念及技巧实际应用于现实中的游戏工作室，如艺电及顽皮狗。虽然书中采用的例子通常依据一些专门的技术，但是讨论范围远超于某个引擎或API。文中的参考及引用也非常有用，可让读者继续深入游戏开发过程的任何特定方向。 《游戏引擎架构》为一个大学程度的游戏编程课程而编写，但也适合软件工程师、业余爱好者、自学游戏程序员，以及游戏产业的从业人员。通过阅读《游戏引擎架构》，资历较浅的游戏工程师可以巩固他们所学的游戏技术及引擎架构的知识，专注某一领域的资深程序员也能从本书更为全面的介绍中获益。 內容包括： 游戏开发中的大规模C++软件架构 游戏编程所需的数学 供调试、源代码控制及性能剖析的游戏开发工具 引擎基础系统、渲染、碰撞、物理、角色动画、游戏世界对象模型等引擎子系统 多平台游戏引擎 多处理器环境下的游戏编程 工作管道及游戏资产数据库 作者／译者简介 作者介绍：Jason Gregory在1994年开始任职专业软件工程师，自1999年3月开始在游戏产业中任职软件工程师。在圣迭哥Midway Home Entertainment公司开始游戏编程的他，为《疯狂飞行员（Freaky Flyers）》及《Crank the Weasel》开发PlayStation 2/Xbox上的动画系统。在2003年，他转到洛杉矶艺电，为《荣誉勋章：血战太平洋（Medal of Honor: Pacific Assault）》开发游戏引擎及游戏性技术，并在《荣誉勋章：空降神兵（Medal of Honor: Airborne）》中担任首席工程师。他现时是顽皮狗公司的通才程序员，为《神秘海域：德雷克船长的宝藏（Uncharted: Drake's Fortune）》及《神秘海域：纵横四海（Uncharted: Among Thieves）》开发引擎及游戏性软件。他也在南加州大学教授游戏技术的课程。 译者简介：叶劲峰（Milo Yip）从小自习编程，并爱好计算机图形学。上中学时兼职开发策略RPG《王子传奇》，该游戏在1995年于台湾发行。其后他获取了香港大学认知科学学士、香港中文大学系统工程及工程管理哲学硕士。毕业后在香港理工大学设计学院从事游戏引擎及相关技术的研发，职至项目主任。除发表学术文章外，也曾合著《DirectX9游戏编程实务》。2008年往上海育碧担任引擎工程师开发《美食从天而降（Cloudy with a Chance of Meatballs）》Xbox360/PS3/Wii/PC，2009年起于麻辣马开发《爱丽丝：疯狂回归（Alice: Madness Returns）》Xbox360/PS3/PC，2011年加入腾讯互动娱乐引擎技术中心担任专家工程师，所研发的技术已用于《斗战神》、《天涯明月刀》、《众神争霸》等项目中。 推荐序1 最初拿到《Game Engine Architecture》一书的英文版，是编辑侠少邮寄给我的打印版。他建议我接下翻译此书的合同。当时我正在杭州带领一个团队开发3D游戏引擎，我和我的同事都对这本书的内容颇有兴趣，两大本打印的英文书立刻在同事间传开。可惜那段时间个人精力顾及不来，把近千页的英文读物精读而后翻译成中文对个人的业余时间是个极大的挑战，不能担此翻译任务颇为遗憾。 不久以后听说Milo Yip（叶劲峰）已开始着手翻译，甚为欣喜。翻译此巨著，他一定是比我更合适的人选。我和Milo虽未曾蒙面，但神交已久。在网络上读过一些他的成长经历，和我颇为相似，心有戚戚。他对游戏3D实时渲染技术研究精深为我所不及，我们曾通过Google Talk讨论过许多技术问题，他都有独到的见解。翻译工作开始后，Milo是香港人，英文技术术语在香港的中文译法和大陆的有许多不同。但此书由大陆出版社出版，考虑到面对的读者主要是大陆程序员，Milo希望能更符合大陆程序员的用词习惯，所以在翻译一开始就通过Google Docs创建了协作页面，邀请大家共同探讨书中技术名词的中译名。从中我们可以一窥他作为译者的慎重。 三年之后，有幸在出版之前就拿到了完整的译本。这是一本用LaTeX精心排版的800页的电子书，我只花了一周时间，几乎是一口气读完。流畅的阅读享受，绝对不仅仅是因为原著精彩的内容，精美的版面和翔实的译注也加了不少分。 在阅读本书的过程中，我不只一次地获得共鸣。例如在第5章的内存管理系统的介绍中，作者介绍的几种游戏特有的内存管理方法我都曾在项目中用过，而这是第一次有书籍专门将这些方法详尽记录；又如第11章动画系统的介绍，我们也同样在3D引擎开发过程中改进原有动画片段混合方法的经历。虽然书中介绍的每个技术点，都可能可以在某篇论文，某本其他的书的章节，某篇网络blog上见过，但之前却无一本书可以把这些东西放在一起相互参照。对于从事游戏引擎开发的程序员来说，了解各种引擎在处理每个具体问题时的方案是相当重要的。而每种方案又各有利弊，即使不做引擎开发工作而是在某一特定游戏引擎上做游戏开发，从中也可以理解引擎的局限性以及可能的改进方法。尤其是第14章介绍的对游戏性相关系统的设计，各个开发人员几乎都是凭经验设计，很少见有书籍对这些做总结。对于基于渲染引擎做开发的游戏程序员，这是必须面对的工作，这一章会有很大的借鉴意义。 本书作者是业内资深的游戏引擎开发人，他所参于的《神秘海域》和《最后生还者》都是我的个人最爱。在玩游戏的过程中，作为游戏程序员的天性，自然会不断地猜想各个技术点是如何实现的，背后需要怎样的工具支持。能在书中一一得到印证是件特别开心的事情。作者反复强调代码实践的重要性，在书中遍布着C++代码。我不认为这些代码有直接取来使用的价值，但它们极大地帮助了读者理解书中的技术点。书中列出的顽皮狗工作室用lisp方言作为游戏配置脚本的范例也给我很大的启发，有了这些具体的代码示例以及作者本身的一线工程师背景，也让我确信书中那些关于主机游戏开发相关等，我所没有接触过的内容都也绝非泛泛而谈。 国内的游戏开发社区的壮大，主要是随最近十年的MMO风潮而生。而就在大型网络游戏在中国有些畸形发展，让这类游戏偏离电子游戏游戏性的趋势时，我们有幸迎来了为移动设备开发游戏的大潮。游戏开发的重心重新回到游戏性本身。我们更需要去借鉴单机游戏是如何为玩家带来更纯粹的游戏体验，我相信书中记录的各种技术点会变的更有帮助。 资深游戏开发及创业者 云风 @简悦云风 推荐序2 在我认识的许多游戏业开发同仁中，只有少数香港同胞，Milo Yip（叶劲峰）却正是这样一位给我印象非常深刻的优秀香港游戏开发者。我俩认识，是在Milo加入腾讯互动娱乐研发部引擎技术中心后，说来到现在也只是两年多时间。其间，他为人的谦逊务实，对待技术问题的严谨求真态度，对算法设计和性能优化的娴熟技术，都为人所称道。Milo一丝不苟的工作风格，甚至表现在对待技术文档排版这类事情上（Milo常执著地用LaTeX将技术文档排到完美），我想这一定是他在香港读大学、硕士及在香港理工大学的多媒体创新中心从事研究员，一贯沿袭至今的好作风。 我很高兴腾讯游戏有实力吸引到这样优秀的技术专家；即使在其已从上海迁回香港家中，依然选择到深圳腾讯互动娱乐总部工作。叶兄从此工作日每天早晚过关，来往香港和深圳两地，虽有舟车劳顿，但是兼顾了对家庭的照顾和在游戏引擎方面的专业研究，希望这样的状况是令他满意的。 认识叶兄当时，我便知道他在进行Jason Gregory所著《游戏引擎架构》一书的中译工作。因为自己从前也有业余翻译游戏开发有关书籍的经历，所以我能理解其中的辛苦和责任重大，对叶兄也更多一分钦佩。我以为，本书以及本书的中文读者最大的幸运便是，遇到叶兄这位对游戏有着如同对家对国般强烈责任感，犹如“游戏科学工作者”般的专业译者！ 现在（2013年年末）无疑是游戏史上对独立游戏制作者最友好的年代。开发设备方便获得（相对过往仅由主机厂商授权才能获得专利开发设备，现在有一台智能手机和一台个人电脑就可以开发）、技术工具友好、调试过程简单方便，且互联网上有丰富的例程和开源代码参考，也有网上社区便于交流。很多爱好者能够很快地制作出可运行的游戏原型，其中一些也能发布到应用商店。 但是不全面掌握各方面知识，尤其是游戏引擎架构知识，往往只能停留在勉强修改、凑合重用别人提供的资源的应用程度上，难以做极限的性能改进，更妄谈革命式的架构创新。这样的程度是很难在成千上万的游戏中脱颖而出的。我们所认可的真正的游戏大作，必定是在某方面大幅超越用户期待的产品。为了打造这样的产品，游戏内容创作者（策划、美术等）需要“戴着镣铐跳舞”（在当前的机能下争取更多的创作自由度），而引擎架构合理的游戏可以经得起──也值得进行──反复优化，最终可以提供更多的自由度，这是大作出现的技术前提。 书的作者、译者、出版社的编者，加上读者，大家是因书而结缘的有缘人。因叶兄这本《游戏引擎架构》译著而在线上线下相识的读者们，你们是不是因“了解游戏引擎架构，从而制作/优化好游戏”这样的理想而结了缘呢？ 亲爱的读者，愿你的游戏有一天因谜题巧妙绝伦、趣味超凡、虚拟世界气势磅礴、视觉效果逼真精美等专业因素取得业界褒奖，并得到玩家真诚的赞美。希望届时曾读叶兄这本《游戏引擎架构》译作的你，也可以回馈社会，回馈游戏开发的学习社区，帮助新人。希望你也可以建立微信公众号、博客等，或翻译游戏开发书籍，造福外语不好的读者，所以如果你的外语（英语、日语、韩语之于游戏行业比较重要）水平仍需精进，现在也可以同步加油了！ 腾讯《天天爱消除》游戏团队Leader 沙鹰 @也是沙鹰 译序 数千年以来，艺术家们通过文学、绘画、雕塑、建筑、音乐、舞蹈、戏剧等传统艺术形式充实人类的精神层面。自20世纪中叶，计算机的普及派生出另一种艺术形式──电子游戏。游戏结合了上述传统艺术以及近代科技派生的其他艺术（如摄影、电影、动画），并且完全脱离了艺术欣赏这种单向传递的方式──游戏必然是互动的，“玩家”并不是“读者”、“观众”或“听众”，而是进入游戏世界、感知并对世界做出反应的参与者。 基于游戏的互动本质，游戏的制作通常比其他大众艺术复杂。商业游戏的制作通常需要各种人才的参与，而他们则需要依赖各种工具及科技。游戏引擎便是专门为游戏而设计的工具及科技集成。之所以称为引擎，如同交通工具中的引擎，提供了最核心的技术部分。因为复杂，研发成本高，人们不希望制作每款游戏（或车款）时都重新设计引擎，重用性是游戏引擎的一个重要设计目标。 然而，各游戏本身的性质以及平台的差异，使研发完全通用的游戏引擎变得极困难，甚至不可能。市面上出售的游戏引擎，有一些虽然已经达到很高的技术水平，但在商业应用中，很多时候还是需要因应个别游戏项目对引擎改造、整合、扩展及优化。因此，即使能使用市面上最好的商用引擎或自研引擎，我们仍需要理解当中的架构、各种机制和技术，并且分析及解决在制作中遇到的问题。这些也是译者曾任于上海两家工作室时的主要工作范畴。 选择翻译此著作，主要原因是在阅读中得到共鸣，并且能知悉一些知名游戏作品实际上所采用的方案。有感坊间大部分游戏开发书籍并不是由业内人士执笔，内容只足够应付一些最简单的游戏开发，欠缺宏观比较各种方案，技术与当今实际情况也有很大差距。而一些Gems类丛书虽然偶有好文章，但受形式所限欠缺系统性、全面性。难得本书原作者身为世界一流游戏工作室的资深游戏开发者（注1），在繁重的游戏开发工作外，还在大学教授游戏开发课程以至编写本著作。此外，从与内地同事的交流中，了解到许多从业者不愿意阅读外文书籍。为了普及知识及反馈业界社会，希望能尽绵力。 或许有些人以为本著作是针对单机／游戏机游戏的，并不适合国内以网游为主的环境。但译者认为这是一种误解，许多游戏本身所涉及的技术是具通用性的。例如游戏性相关的游戏性系统、场景管理、人工智能、物理模拟等部分，许多时候也会同时用于网游的前台和后台。现时，一些动作为主、非MMO的国内端游甚至会直接在后台运行传统意义上的游戏引擎。至于前台相关的技术，单机和端游的区别更少。此外，随着近年移动终端的兴起，其硬件性能已超越传统掌上游戏机，开发手游所需的技术与传统掌上游戏机并无太大差异。还可预料，现时单机／游戏机的一些较高级的架构及技术，将在不远的未来着陆移动终端平台。 译者认为，本书涵括游戏开发技术的方方面面，同时适合入门及经验丰富的游戏程序员。书名中的架构二字，并不单是给出一个系统结构图，而是描述每个子系统的需求、相关技术及与其他子系统的关系。对译者本人而言，本书的第11章（动画系统）及第14章（运行时游戏性基础系统）是本书特別精彩之处，含有许多少见于其他书籍的内容。而第10章（渲染引擎）由于是游戏引擎中的一个极大的部分，有限的篇幅可能未能覆盖广度及深度，推荐读者参考[1]（注2），人工智能方面也需参考其他专著。 本译作采用LaTeX排版（注3），以Inkscape编译矢量图片。为了令阅读更流畅，内文中的网址都统一改以脚注标示。另外，由于现时游戏开发相关的文献以英文为主，而且游戏开发涉及的知识面很广，本译作尽量以括号形式保留英文术语。为了方便读者查找内容，在附录中增设中英文双向索引（索引条目与原著的不同）。 本人在香港成长学习及工作，至2008年才赴内地游戏工作室工作，不黯内地的中文写作及用字习惯，翻译中曾遇到不少困难。有幸得到出版社人员以及良师益友的帮助，才能完成本译作。特别感谢周筠老师支持本作的提案，并耐心地给予协助及鼓励。编辑张春雨老师和卢鸫翔老师，以及好友余晟给予了大量翻译上的知识及指导。也感谢游戏业界专家云风、大宝和Dave给予了许多宝贵意见。此书的翻译及排版工作比预期更花时间，感谢妻子及儿女们的体谅。此次翻译工作历时三年半，因工作及家庭事宜导致严重延误，唯有在翻译及排版工作上更尽心尽力，希望求得等待此译作的读者们谅解。无论是批评或建议，诚希阁下通过电邮miloyip@gmail.com、新浪微博、豆瓣等渠道不吝赐教。 叶劲峰（Milo Yip） 2013年10月 原作者是顽皮狗（Naughty Dog）《神秘海域（Uncharted）》系列的通才程序员、《最后生还者（The Last of Us）》的首席程序员，之前还曾在EA和Midway工作。 中括号表示引用附录中的参考文献。一些参考条目加入了其中译本的信息。 具体是使用CTEX套装，它是在MiKTeX的基础上增加中文的支持。 前言 最早的电子游戏完全由硬件构成，但微处理器（microprocessor）的高速发展完全改变了游戏的面貌。现在的游戏是在多用途的PC和专门的电子游戏主机（video game console）上玩的，凭借软件带来绝妙的游戏体验。从最初的游戏诞生至今已有半个世纪，但很多人仍然认为游戏是一个未成熟的产业。即使游戏可能是个年轻的产业，若仔细观察，也会发现它正在高速发展。 现时游戏已成为一个上百亿美元的产业，覆盖不同年龄、性别的广泛受众。 千变万化的游戏，可以分为从纸牌游戏到大型多人在线游戏（massively multiplayer online game，MMOG）等多个种类（category）和“类型（genre）”（注1），也可以运行在任何装有微芯片（microchip）的设备上 。你现在可以在PC、手机及多种特别为游戏而设计的手持/电视游戏主机上玩游戏。家用电视游戏通常代表最尖端的游戏科技，又由于它们是周期性地推出新版本，因此有游戏机“世代”（generation）的说法。最新一代（注2）的游戏机包括微软的Xbox 360和索尼的PlayStation 3，但一定不可忽视长盛不衰的PC，以及最近非常流行的任天堂Wii。 最近，剧增的下载式休闲游戏，使这个多样化的商业游戏世界变得更复杂。虽然如此，大型游戏仍然是一门大生意。今天的游戏平台非常复杂，有难以置信的运算能力，这使软件的复杂度得以进一步提升。所有这些先进的软件都需要由人创造出来，这导致团队人数增加，开发成本上涨。随着产业变得成熟，开发团队要寻求更好、更高效的方式去制作产品，可复用软件（reusable software）和中间件（middleware）便应运而生，以补偿软件复杂度的提升。 由于有这么多风格迥异的游戏及多种游戏平台，因此不可能存在单一理想的软件方案。然而，业界已经发展出一些模式 ，也有大量的潜在方案可供选择。现今的问题是如何找到一个合适的方案去迎合某个项目的需要。再进一步，开发团队必须考虑项目的方方面面，以及如何把各方面集成。对于一个崭新的游戏设计，鲜有可能找到一个完美搭配游戏设计各方面的软件包。 现时业界内的老手，入行时都是“开荒牛”。我们这代人很少是计算机科学专业出身（Matt的专业是航空工程、Jason的专业是系统设计工程），但现时很多学院已设有游戏开发的课程和学位。时至今日，为了获取有用的游戏开发信息，学生和开发者必须找到好的途径。对于高端的图形技术，从研究到实践都有大量高质量的信息。可是，这些信息经常不能直接应用到游戏的生产环境，或者没有一个生产级质量的实现。对于图形以外的游戏开发技术，市面上有一些所谓的入门书籍，没提及参考文献就描述很多内容细节，像自己发明的一样。这种做法根本没有用处，甚至经常带有不准确的内容。另一方面，市场上有一些高端的专门领域书籍，例如物理、碰撞、人工智能等。可是，这类书或者啰嗦到让你难以忍受，或者高深到让部分读者无法理解，又或者内容过于零散而难于融会贯通。有一些甚至会直接和某项技术挂钩，软硬件一旦改动，其内容就会迅速过时。 此外，互联网也是收集相关知识的绝佳工具。可是，除非你确实知道要找些什么，否则断链、不准确的资料、质量差的内容也会成为学习障碍。 好在，我们有Jason Gregory，他是一位拥有在顽皮狗（Naughty Dog）工作经验的业界老手，而顽皮狗是全球高度瞩目的游戏工作室之一。Jason在南加州大学教授游戏编程课程时，找不到概括游戏架构的教科书。值得庆幸的是，他承担了这个任务，填补了这个空白。 Jason把应用到实际发行游戏的生产级别知识，以及整个游戏开发的大局编集于本书。他凭经验，不仅融汇了游戏开发的概念和技巧，还用实际的代码示例及实现例子去说明怎样贯通知识来制作游戏。本书的引用及参考文献可以让读者更深入探索游戏开发过程的各方面。虽然例子经常是基于某些技术的，但是概念和技巧是用来实际创作游戏的，它们可以超越个别引擎或API的束缚。 本书是一本我们入行做游戏时想要的书。我们认为本书能让入门者增长知识，也能为有经验者开拓更大的视野。 Jeff Lander（注3） Matthew Whiting（注4） 译注：Genre一词在文学中为体裁。电影和游戏里通常译作类型。不同的游戏类型可见1.2节。 译注：按一般说法，2005年至今属于第7个游戏机世代。这3款游戏机的发行年份为Xbox 360（2005）、PlayStation 3（2006）、Wii（2006）。有关游戏机世代可参考维基百科。 译注：Jeff Lander现时为Darwin 3D公司的首席技术总监、Game Tech公司创始人，曾为艺电首席程序员、Luxoflux公司游戏性及动画技术程序员。 译注：Matthew Whiting现时为Wholesale Algorithms公司程序员，曾为Luxoflux公司首席软件工程师、Insomniac Games公司程序员。 序言 欢迎来到《游戏引擎架构》世界。本书旨在全面探讨典型商业游戏引擎的主要组件。游戏编程是一个庞大的主题，有许多内容需要讨论。不过相信你会发现，我们讨论的深度将足以使你充分理解本书所涵盖的工程理论及常用实践的方方面面。话虽如此，令人着迷的漫长游戏编程之旅其实才刚刚启程。与此相关的每项技术都包含丰富内容，本书将为你打下基础，并引领你进入更广阔的学习空间。 本书焦点在于游戏引擎的技术及架构。我们会探讨商业游戏引擎中，各个子系统的相关理论，以及实现这些理论所需要的典型数据结构、算法和软件接口。游戏引擎与游戏的界限颇为模糊。我们将把注意力集中在引擎本身，包括多个低阶基础系统（low-level foundation system）、渲染引擎（rendering engine）、碰撞系统（collision system）、物理模拟（physics simulation）、人物动画（character animation），及一个我称为游戏性基础层（gameplay foundation layer）的深入讨论。此层包括游戏对象模型（game object model）、世界编辑器（world editor）、事件系统（event system）及脚本系统（scripting system）。我们也将会接触游戏性编程（gameplay programming）的多个方面，包括玩家机制（player mechanics）、摄像机（camera）及人工智能（artificial intelligence，AI）。然而，这类讨论会被限制在游戏性系统和引擎接口范围。 本书可以作为大学中等级游戏程序设计中两到三门课程的教材。当然，本书也适合软件工程师、业余爱好者、自学的游戏程序员，以及游戏行业从业人员。通过阅读本书，资历较浅的游戏程序员可以巩固他们所学的游戏数学、引擎架构及游戏科技方面的知识。专注某一领域的资深程序员也能从本书更为全面的介绍中获益。 为了更好地学习本书内容，你需要掌握基本的面向对象编程概念并至少拥有一些C++编程经验。尽管游戏行业已经开始尝试使用一些新的、令人兴奋的编程语言，然而工业级的3D游戏引擎仍然是用C或C++编写的，任何认真的游戏程序员都应该掌握C++。我们将在第3章重温一些面向对象编程的基本原则，毫无疑问，你还会从本书学到一些C++的小技巧，不过C++的基础最好还是通过阅读[39]、[31]及[32]来获得。如果你对C++已经有点生疏，建议你在阅读本书的同时，最好能重温这几本或者类似书籍。如果你完全没有C++经验，在看本书之前，可以考虑先阅读[39]的前几章，或者尝试学习一些C++的在线教程。 学习编程技能最好的方法就是写代码。在阅读本书时，强烈建议你选择一些特别感兴趣的主题付诸实践。举例来说，如果你觉得人物动画很有趣，那么可以首先安装OGRE，并测试一下它的蒙皮动画示范。接着还可以尝试用OGRE实现本书谈及的一些动画混合技巧。下一步你可能会打算用游戏手柄控制人物在平面上行走。等你能玩转一些简单的东西了，就应该以此为基础，继续前进！之后可以转移到另一个游戏技术范畴，周而复始。这些项目是什么并不重要，重要的是你在实践游戏编程的艺术，而不是纸上谈兵。 游戏科技是一个活生生、会呼吸的家伙 ，永远不可能将之束缚于书本之上 。因此，附加的资源、勘误、更新、示例代码、项目构思等已经发到本书的网站。 目录 推荐序1 iii推荐序2 v译序 vii序言 xvii前言 xix致谢 xxi第一部分 基础 1第1章 导论 31.1 典型游戏团队的结构 41.2 游戏是什么 71.3 游戏引擎是什么 101.4 不同游戏类型中的引擎差异 111.5 游戏引擎概观 221.6 运行时引擎架构 271.7 工具及资产管道 46第2章 专业工具 532.1 版本控制 532.2 微软Visual Studio 612.3 剖析工具 782.4 内存泄漏和损坏检测 792.5 其他工具 80第3章 游戏软件工程基础 833.1 重温C++及最佳实践 833.2 C/C++的数据、代码及内存 903.3 捕捉及处理错误 118第4章 游戏所需的三维数学 1254.1 在二维中解决三维问题 1254.2 点和矢量 1254.3 矩阵 1394.4 四元数 1564.5 比较各种旋转表达方式 1644.6 其他数学对象 1684.7 硬件加速的SIMD运算 1734.8 产生随机数 180第二部分 低阶引擎系统 183第5章 游戏支持系统 1855.1 子系统的启动和终止 1855.2 内存管理 1935.3 容器 2085.4 字符串 2255.5 引擎配置 234第6章 资源及文件系统 2416.1 文件系统 2416.2 资源管理器 251第7章 游戏循环及实时模拟 2777.1 渲染循环 2777.2 游戏循环 2787.3 游戏循环的架构风格 2807.4 抽象时间线 2837.5 测量及处理时间 2857.6 多处理器的游戏循环 2967.7 网络多人游戏循环 304第8章 人体学接口设备（HID） 3098.1 各种人体学接口设备 3098.2 人体学接口设备的接口技术 3118.3 输入类型 3128.4 输出类型 3168.5 游戏引擎的人体学接口设备系统 3188.6 人体学接口设备使用实践 332第9章 调试及开发工具 3339.1 日志及跟踪 3339.2 调试用的绘图功能 3379.3 游戏内置菜单 3449.4 游戏内置主控台 3479.5 调试用摄像机和游戏暂停 3489.6 作弊 3489.7 屏幕截图及录像 3499.8 游戏内置性能剖析 3499.9 游戏内置的内存统计和泄漏检测 356第三部分 图形及动画 359第10章 渲染引擎 36110.1 采用深度缓冲的三角形光栅化基础 36110.2 渲染管道 40410.3 高级光照及全局光照 42610.4 视觉效果和覆盖层 43810.5 延伸阅读 446第11章 动画系统 44711.1 角色动画的类型 44711.2 骨骼 45211.3 姿势 45411.4 动画片段 45911.5 蒙皮及生成矩阵调色板 47111.6 动画混合 47611.7 后期处理 49311.8 压缩技术 49611.9 动画系统架构 50111.10 动画管道 50211.11 动作状态机 51511.12 动画控制器 535第12章 碰撞及刚体动力学 53712.1 你想在游戏中加入物理吗 53712.2 碰撞/物理中间件 54212.3 碰撞检测系统 54412.4 刚体动力学 56912.5 整合物理引擎至游戏 60112.6 展望：高级物理功能 616第四部分 游戏性 617第13章 游戏性系统简介 61913.1 剖析游戏世界 61913.2 实现动态元素：游戏对象 62313.3 数据驱动游戏引擎 62613.4 游戏世界编辑器 627第14章 运行时游戏性基础系统 63714.1 游戏性基础系统的组件 63714.2 各种运行时对象模型架构 64014.3 世界组块的数据格式 65714.4 游戏世界的加载和串流 66314.5 对象引用与世界查询 67014.6 实时更新游戏对象 67614.7 事件与消息泵 69014.8 脚本 70714.9 高层次的游戏流程 726第五部分 总结 727第15章 还有更多内容吗 72915.1 一些未谈及的引擎系统 72915.2 游戏性系统 730参考文献 733中文索引 737英文索引 755 参考文献 Tomas Akenine-Moller, Eric Haines, and Naty Hoffman. Real-Time Rendering (3rd Edition). Wellesley, MA: A K Peters, 2008. 中译本：《实时计算机图形学（第2版）》，普建涛译，北京大学出版社，2004. Andrei Alexandrescu. Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied. Resding, MA: Addison-Wesley, 2001. 中译本：《C++设计新思维：泛型编程与设计模式之应用》，侯捷/於春景译，华中科技大学出版社，2003. Grenville Armitage, Mark Claypool and Philip Branch. Networking and Online Games: Understanding and Engineering Multiplayer Internet Games. New York, NY: John Wiley and Sons, 2006. James Arvo (editor). Graphics Gems II. San Diego, CA: Academic Press, 1991. Grady Booch, Robert A. Maksimchuk, Michael W. Engel, Bobbi J. Young, Jim Conallen, and Kelli A. Houston. Object-Oriented Analysis and Design with Applications (3rd Edition). Reading, MA: Addison-Wesley, 2007. 中译本：《面向对象分析与设计（第3版）》，王海鹏/潘加宇译，电子工业出版社，2012. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems. Hingham, MA: Charles River Media, 2000. 中译本：《游戏编程精粹 1》， 王淑礼译，人民邮电出版社，2004. Mark DeLoura (editor). Game Programming Gems 2. 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World of Warcraft Programming: A Guide and Reference for Creating WoW Addons. New York, NY: John Wiley & Sons, 2008. 中译本：《魔兽世界编程宝典：World of Warcraft Addons完全参考手册》，杨柏林/张卫星/王聪译，清华大学出版社，2010. Richard Williams. The Animator's Survival Kit. London, England: Faber & Faber, 2002. 中译本：《原动画基础教程：动画人的生存手册》，邓晓娥译，中国青年出版社，2006. 勘误 第1次印册（2014年2月） P.xviii: 译注中 Wholesale Algoithms -> Wholesale Algorithms P.10: 最后一段第一行 微软的媒体播放器 -> 微软的Windows Media Player (多谢读者OpenGPU来函指正) P.15: 1.4.3节第三点 按妞 -> 按钮 (多谢读者一个小小凡人来函指正) P.40: 正文最后一行 按扭 -> 按钮 P.50: 1.7.8节第二节第一行 同是 -> 同时 (多谢读者czfdd来函指正) P.98: 代码 writeExampleStruct(Example& ex, Stream& ex) 中 Stream& ex -> Stream& stream (多谢读者Snow来函指正) P.106: 第一段中有六处 BBS -> BSS，最后一段代码的注释也有同样错误 (多谢读者trout来函指正) P.119: 译注中 软体工程 -> 软件工程 (多谢读者Snow来函指正) P.214: 正文第一段有两处 虚内存 -> 虚拟内存 (多谢读者Snow来函指正) P.216: 脚注24应标明为译注 (多谢读者Snow来函指正) P.221: 第一段代码的第二个断言应为 ASSERT(link.m_pPrev != NULL); (多谢读者Snow来函指正) P.230: 5.4.4.1节 第二段 软体 -> 软件 P.286: 脚注4应标明为译注 (多谢读者Snow来函指正) P.322: 第二段 按扭事件字 -> 按钮事件 P.349: 9.8节第二段第二行两处 部析器 -> 剖析器 (多谢读者Snow来函指正) P.738-572: 双数页页眉 参考文献 -> 中文索引 P.755-772: 双数页页眉 参考文献 -> 英文索引 P.755: kd tree项应归入K而不是Symbols 以上的错误已于第2次印册中修正。 第2次印册及之前 P.11: 第四行 细致程度 -> 层次细节 (这是level-of-detail/LOD的内地通译，多谢读者OpenGPU来函指正) P.12: 正文第一段及图1.2标题 使命之唤 -> 使命召唤 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.12: 正文第一段 战栗时空 -> 半条命 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.16: 第一点 表面下散射 -> 次表面散射 (多谢读者OpenGPU来函指正) P.17: 1.4.4节第五行 次文化 -> 亚文化 (此译法在内地更常用。多谢读者OpenGPU来函提示) P.22: 战栗时空 -> 半条命 P.24: 战栗时空2 -> 半条命2 P.34: 1.6.8.2节第一行 提呈 -> 提交 (这术语在本书其他地方都写作提交。多谢读者OpenGPU来函提示) P.35: 第七行 提呈 -> 提交 (这术语在本书其他地方都写作提交。多谢读者OpenGPU来函提示) P.50: 战栗时空2 -> 半条命2 P.365: 第四段第二行: 细致程度 -> 层次细节 P.441: 10.4.3.2节第三行 细致程度 -> 层次细节 P.494: sinusiod -> sinusoid (多谢读者OpenGPU来函指正) P.511: 11.10.4节第一行 谈入 -> 淡入 (多谢读者Snow来函指正) P.541: 战栗时空2 -> 半条命2 P.627: 战栗时空2 -> 半条命2 P.654: 第二行 建康值 -> 血量 (原来是改正错别字，但译者发现应改作前后统一使用的“血量”。多谢读者Snow来函指正) P.692: 第二行 内部分式 -> 内部方式 (多谢读者Snow来函指正) P.696: 14.7.6节第四行 不设实际 -> 不切实际 (多谢读者Snow来函指正) 以上的错误已于第3次印册中修正。 其他意见 P.220: 正文第一段 m_root.m_pElement 和 P.218 第一段代码中的 m_pElem 不统一。原文有此问题，但因为它们是不同的struct，暂不列作错误。 (多谢读者Snow来函提示) P.331: 8.5.8节第二段中 “反覆”较常见的写法为“反复”，但前者也是正确的，暂不列作错误。 (多谢读者Snow来函提示) P.390: 10.1.3.3节静态光照第二段中“取而代之，我们会使用一张光照纹理贴到所有受光源影响范围内的物体上。这样做能令动态物体经过光源时得到正确的光照。” 后面的一句与前句好像难以一起理解。译者认为，作者应该是指，使用同一静态光源去为静态物件生成光照纹理，以及用于动态对象的光照，能使两者的效果维持一致性。译者会考虑对译文作出改善或加入译注解译。（多谢读者店残来函查询） P.689: 第五行 并行处理世代 -> 并行处理时代 是对era较准确的翻译。 (多谢读者Snow来函提示) 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/mypongo/article/details/38388381。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...r plus》专为零基础读者撰写,历经30余年,成为C语言学习的翘楚。众多新手通过自学,已在各大技术公司担任要职。这本书无论是技术细节，还是技术广度、深度,以及讲解方式,都是针对自学用户设计的，所以敬请放心大胆地拿起这本书来自学成才吧。书名中Primer这个单词,就是“启蒙读本”“入门书”的意思。 非常经典的教材,与国内的那些不入流的教材相比,具有了更灵活的方法,更系统的介绍,更详细的讲解。每一个知识点都深入到位,完全解开了C的面纱……如果想学好C,成为真正的C程序员,这本书就非看不可。 三、Python编程从入门到实践 《Python编程从入门到实践》书如其名，本书简明清晰地讲解了入门Python所需学习的基本知识，同时在讲解过程中穿插实战演练，使读者对Python有更加深刻的理解，是一本入门Python的难得好书，推荐给大家学习。 我想说，Python是否值得学,已经不再是值得怀疑的问题了。但是，如何能高效学会Python,永远是个值得思考的重要问题。这个问题的答案，是绕不开本书的。 四、Java编程思想 《Java编程思想（第4版）》赢得了全球程序员的广泛赞誉，即使是最晦涩的概念，在Bruce Eckel的文字亲和力和小而直接的编程示例面前也会化解于无形。从Java的基础语法到最高级特性（深入的面向对象概念、多线程、自动项目构建、单元测试和调试等），《Java编程思想（第4版）》都能逐步指导你轻松掌握。从java编程思想这本书获得的各项大奖以及来自世界各地的读者评论中，不难看出这是一本经典之作。 五、算法导论 《算法导论》提供了对当代计算机算法研究的一个全面、综合性的介绍。全书共八部分，内容涵盖基础知识、排序和顺序统计量、数据结构、高级设计和分析技术、高级数据结构、图算法、算法问题选编，以及数学基础知识。书中深入浅出地介绍了大量的算法及相关的数据结构，以及用于解决一些复杂计算问题的高级策略（如动态规划、贪心算法、摊还分析等），重点在于算法的分析与设计。对于每一个专题，作者都试图提供目前最新的研究成果及样例解答，并通过清晰的图示来说明算法的执行过程。 六、深入理解计算机系统 《深入理解计算机系统》是将计算机软件和硬件理论结合讲述的经典教程，内容覆盖计算机导论、体系结构和处理器设计等多门课程。本书的大优点是为程序员描述计算机系统的实现细节，通过描述程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，使读者更好地理解程序的行为为什么是这样的，以及造成效率低下的原因。 七、鸟哥的Linux私房菜 《鸟哥的Linux私房菜基础学习篇》全面而详细地介绍了Linux操作系统。着重说明计算机的基础知识、Linux的学习方法，如何规划和安装Linux主机以及CentOS 7.x的安装、登录与求助方法；介绍Linux的文件系统、文件、目录与磁盘的管理；文字模式接口shell和管理系统的好帮手shell脚本，另外还介绍了文字编辑器vi和vim的使用方法；对于系统安全非常重要的Linux账号的管理、磁盘配额、高级文件系统管理、计划任务以及进程管理，系统管理员（root）的管理事项。 本书内容丰富全面，基本概念的讲解非常细致，深入浅出。各种功能和命令的介绍，都配以大量的实例操作和详尽的解析。本书是初学者学习Linux不可多得的一本入门好书。 八、计算机网络自顶向下方法 《计算机网络自顶向下方法》是经典的计算机网络教材，采用作者独创的自顶向下方法来讲授计算机网络的原理及其协议，自第1版出版以来已经被数百所大学和学院选作教材，被译为14种语言。 新版保持了以前版本的特色，继续关注因特网和计算机网络的现代处理方式，注重原理和实践，为计算机网络教学提供一种新颖和与时俱进的方法。同时，第7版进行了相当多的修订和更新，首次改变了各章的组织结构，将网络层分成两章（第4章关注网络层的数据平面，第5章关注网络层的控制平面） 九、MySQL是怎样运行的 《MySQL是怎样运行的》采用诙谐幽默、通俗易懂的写作风格，针对上面这些问题给出了相应的解答方案。尽管本书的表达方式与司空见惯的学术派、理论派IT图书有显著区别，但本书的确是相当正经的专业技术图书，内容涵盖了使用MySQL的同学在求职面试和工作中常见的一些核心概念。无论是身居MySQL专家身份的技术人员，还是技术有待进一步提升的DBA，甚至是刚投身于数据库行业的“萌新”人员，本书都是他们彻底了解MySQL运行原理的优秀图书。 十、编程珠玑 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/m0_65485112/article/details/122007938。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...C++作为一种高性能编程语言，依然在游戏开发、嵌入式系统和高性能计算等领域占据着重要地位。最近，有报道称在游戏开发界，C++仍然是最受欢迎的语言之一，许多大型游戏引擎如Unreal Engine和Unity都广泛使用C++。这表明C++的模板类机制在实际项目中具有很高的应用价值和实用性。 此外，随着人工智能和机器学习的发展，C++因其高效性和稳定性再次受到关注。近期的一项研究显示，许多AI框架如TensorFlow和PyTorch在底层实现中大量使用了C++，其中不乏模板类的应用。这不仅提高了算法执行效率，还增强了系统的可扩展性和维护性。 同时，C++社区也在不断推进语言的标准化和现代化。例如，C++20引入了多项新特性，包括协程、模块化系统等，这些新特性的引入使得模板类的使用更加灵活和强大。最新的C++标准不仅提升了语言本身的性能，也为开发者提供了更多的工具来构建高效且易于维护的软件系统。 对于初学者而言，理解C++模板类的工作原理和应用场景是非常重要的。除了基础理论的学习，实践是掌握这一技术的关键。建议多参与开源项目或个人项目，通过实际编码来加深理解。此外，阅读高质量的C++代码也是一个很好的学习途径，可以借鉴优秀项目的代码风格和设计模式，提升自身的编程水平。 总之，C++模板类在现代软件开发中扮演着不可或缺的角色，无论是游戏开发、AI研究还是其他高性能计算场景，其应用范围都在不断扩大。因此，持续关注C++的发展动态，不断提升自身的编程技能，对于每一位开发者来说都是非常有益的。

在解决类似编程问题时，动态规划与模拟方法是两种常用策略。近日，在ACM国际大学生程序设计竞赛（ACM-ICPC）和Google Code Jam等顶级编程赛事中，涉及字符串处理、数论应用以及优化算法的题目频繁出现，进一步突显了此类解题技巧的重要性。例如，有道题目要求选手对给定字符串进行操作，使其满足特定数学性质，类似于本文讨论的删除最少字符以使字符串成为3的倍数的问题。 实际上，动态规划不仅在算法竞赛中有广泛应用，在实际软件开发和数据分析领域也扮演着重要角色。Facebook的研究团队近期就利用动态规划优化了其内部大规模数据处理流程，通过最小化不必要的计算步骤显著提升了效率。同时，模拟法在复杂系统建模、游戏开发等领域也有广泛的应用价值，如自动驾驶仿真测试中，就需要用到精确的模拟技术来预测不同情况下的车辆行为。 此外，深入探究数学理论，我们会发现这类问题与数论中的同余类、中国剩余定理等高级概念存在着内在联系。在更广泛的计算机科学视角下，对于字符串操作和数字属性转换的研究，可以启发我们开发出更加高效的数据压缩算法或密码学安全方案。 因此，读者在理解并掌握本文介绍的基础算法后，可进一步关注最新的算法竞赛题目及行业动态，研读相关领域的经典论文和教材，如《算法导论》中的动态规划章节，以及《数论概要》中关于同余类的论述，从而深化对这两种解题方法的理解，并能将其应用于更广泛的现实场景中。

...le引发的错误 在编程的世界里，Lua语言以其轻量级、易嵌入的特点而闻名。不过嘛，就算是看起来挺简单的语言，在实际开发的时候也会碰到不少让人头疼的问题。嘿，今天咱们来聊聊在用Lua C API的时候经常会碰到的一个坑——就是用lua_pushvalue和lua_gettable这两个操作时容易出错的地方。这不仅是一个技术挑战，更是一次深入理解Lua机制的机会。 一、初次遭遇 神秘的错误提示 故事开始于一个普通的下午，我正着手为一个新的游戏项目编写脚本引擎。为了提升性能和方便以后的维护，我们打算把核心功能用C++来写，而游戏的具体玩法就交给Lua脚本来搞定。这样既高效又灵活！事情本来进展得挺顺利的，结果当我试着调用一个自定义函数时，程序突然就崩溃了。屏幕上跳出了一行让人完全摸不着头脑的错误信息：“试图调用全局‘func_name’（一个空值）”。这下我就懵圈了，心想这到底是什么鬼？ 这显然不是我想要的结果。一开始，我还以为是Lua脚本加载出问题了，结果仔细一看，发现文件路径和内容都挺正常的，就不是这个原因。难道是我的C++代码出了问题？带着疑问，我开始深入研究。 二、深入探究 揭开谜底 经过一番查阅资料和调试，我发现问题出在lua_pushvalue和lua_gettable这两个API的使用上。简单地说，lua_pushvalue就像是把栈上的某个东西复制一份放到另一个地方，而lua_gettable则是从一个表格里找到特定的键，然后取出它对应的值。虽然这些功能都挺明确的，但如果在特定情况下用错了，还是会闹出运行时的笑话。 为了更好地理解这个问题，让我们来看几个具体的例子。 示例1：基本概念 c // 假设我们有一个名为myTable的表，其中包含键为"key"，值为"value"的项。 lua_newtable(L); // 创建一个空表 lua_pushstring(L, "key"); // 将字符串"key"压入栈顶 lua_pushstring(L, "value"); // 将字符串"value"压入栈顶 lua_settable(L, -3); // 使用栈顶元素作为键，-2位置的元素作为值，设置到-3位置（即刚刚创建的表） 上述代码创建了一个名为myTable的表，并向其中添加了一个键值对。接下来，我们尝试通过lua_gettable访问这个值： c lua_getglobal(L, "myTable"); // 获取全局变量myTable lua_getfield(L, -1, "key"); // 从myTable中获取键为"key"的值 printf("%s\n", lua_tostring(L, -1)); // 输出结果应为"value" 这段代码应该能正确地输出value。但如果我们在lua_getfield之前没有正确地管理栈，就很有可能会触发错误。 示例2：常见的错误场景 假设我们误用了lua_pushvalue： c lua_newtable(L); lua_pushstring(L, "key"); lua_pushstring(L, "value"); lua_settable(L, -3); // 正确 lua_pushvalue(L, -1); // 这里实际上是在复制栈顶元素，而不是预期的行为 lua_gettable(L, -2); // 错误使用，因为此时栈顶元素已经不再是"key"了 这里的关键在于，lua_pushvalue只是复制了栈顶的元素，并没有改变栈的结构。当我们紧接着调用 lua_gettable 时，其实就像是在找一个根本不存在的地方的宝贝，结果当然是找不到啦，所以就出错了。 三、解决之道 掌握正确的使用方法 明白了问题所在后，解决方案就相对简单了。我们需要确保在调用lua_gettable之前，栈顶元素是我们期望的那个值。这就像是说，我们得先把栈里的东西清理干净，或者至少得确定在动手之前，栈里头的东西是我们想要的样子。 c lua_newtable(L); lua_pushstring(L, "key"); lua_pushstring(L, "value"); lua_settable(L, -3); // 清理栈，确保栈顶元素是table lua_pop(L, 1); lua_pushvalue(L, -1); // 正确使用，复制table本身 lua_gettable(L, -2); // 现在可以安全地从table中获取数据了 通过这种方式，我们可以避免因栈状态混乱而导致的错误。 四、总结与反思 通过这次经历，我深刻体会到了理解和掌握底层API的重要性。尽管Lua C API提供了强大的功能，但也需要开发者具备一定的技巧和经验才能正确使用。错误的信息常常会绕弯弯，不会直接带你找到问题的关键。所以，遇到难题时，咱们得有耐心，一步步地去分析和查找，这样才能找到解决的办法。 同时，这也提醒我们在编写任何复杂系统时，都应该重视基础理论的学习和实践。只有真正理解了背后的工作原理，才能写出更加健壮、高效的代码。 希望这篇文章对你有所帮助，如果你也有类似的经历，欢迎分享你的故事！

...ython开发人员的编程效率。掌握调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等操作。 　　Python常用工具： 　　1、Python Tutor 　　Python Tutor 是由 Philip Guo 开发的一个免费教育工具，可帮助学生攻克编程学习中的基础障碍，理解每一行源代码在程序执行时在计算机中的过程。通过这个工具，教师或学生可以直接在 Web 浏览器中编写 Python 代码，并逐步可视化地运行程序。如果你不知道代码在内存中是如何运行的，不妨把它拷贝到Tutor里可视化执行一遍加深理解。 　　2、IPython 　　IPython 是一个 for Humans 的 Python 交互式 shell，用了它之后你就不想再用自带的 Python shell ，IPython 支持变量自动补全，自动缩进，支持 bash shell 命令，内置了许多实用功能和函数，同时它也是科学计算和交互可视化的最佳平台。 　　3、Jupyter Notebook 　　Jupyter Notebook 就像一个草稿本，能将文本注释、数学方程、代码和可视化内容全部组合到一个易于共享的文档中，以 Web 页面的方式展示。它是数据分析、机器学习的必备工具。回复 “jupyter” 给你看一个基于 jupyter 写的 Python 教程。 　　4、Anaconda 　　Python 虽好，可总是会遇到各种包管理和 Python 版本问题，特别是 Windows 平台很多包无法正常安装，为了解决这些问题，Anoconda 出现了，Anoconda 包含了一个包管理工具和一个Python管理环境，同时附带了一大批常用数据科学包，也是数据分析的标配。 　　5、Skulpt 　　Skulpt 是一个用 Javascript 实现的在线 Python 执行环境，它可以让你轻松在浏览器中运行 Python 代码。使用 skulpt 结合 CodeMirror 编辑器即可实现一个基本的在线Python编辑和运行环境。 　　以上主要介绍Python Tutor、IPython、Jupyter Notebook、Anaconda、Skulpt常见的五种工具。 Python经验分享 学好 Python 不论是就业还是做副业赚钱都不错，但要学会 Python 还是要有一个学习规划。最后大家分享一份全套的 Python 学习资料，给那些想学习 Python 的小伙伴们一点帮助！ Python学习路线 这里把Python常用的技术点做了整理，有各个领域的知识点汇总，可以按照上面的知识点找对应的学习资源。 学习软件 Python常用的开发软件，会给大家节省很多时间。 学习视频 编程学习一定要多多看视频，书籍和视频结合起来学习才能事半功倍。 100道练习题 实战案例 光学理论是没用的，学习编程切忌纸上谈兵，一定要动手实操，将自己学到的知识运用到实际当中。 最后祝大家天天进步！！ 上面这份完整版的Python全套学习资料已经上传至CSDN官方，朋友如果需要可以直接微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费】。 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_67991858/article/details/128340577。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...关于机器学习中线性代数学习指南，所给出的资源涵盖维基百科网页、教材、视频等，机器学习从业者可以从中选择合适的资源进行学习。 对于机器学习而言，要学习的特征大多数是以矩阵的形式表示。线性代数是一门关于矩阵的数学，也是机器学习领域中的一个重要支柱。 对初学者来说，线性代数可能是一个富有挑战性的难点。那么通过这篇文章，你会收获如何学习与机器学习相关的线性代数内容的相关建议与帮助。 读完这篇文章，你就会了解： 可以参考维基百科上的文章和线性代数教材 可以学习或复习线性代数的大学课程和在线课程 一些关于线性代数主题讨论的问答网站 维基百科上的线性代数解释 维基百科是一个伟大的网站，所有的重要主题的描述大多都是简洁、正确的。但存在的不足就是缺少更多人性化的描述，如类比等。 然而，当你对线性代数有一些疑问时，我建议你首先不要从维基百科上面寻找答案。维基百科上面一些关于线性代数好的网页有以下几个： 线性代数 矩阵 矩阵分解 线性代数相关的主题列表 线性代数教材 强烈建议手头上有一本好的线性代数教材，并将其作为参考教材。一本好教材的好处就是书上内容的解释都应该是相一致，而缺点可以是非常昂贵的。那么如何去寻找一本好的教材呢？答案很简单，就是一些顶尖大学的本科或研究生课程所需的线性代数教材。 我建议的一些基础性的教材包括一下几本（仅供参考）： Gilbert Strang，2016·第五版·线性代数概述 Sheldon Alex，2015·第三版·线性代数应该这样学 Ivan Savov，2017·没有废话的线性代数指南 此外，建议的一些更高层次的教材如下： Gene Golub 和 Charles Van Loan，2012·矩阵计算 Lloyd Trefethen 和 David Bau，1997·数值线性代数 另外推荐一些关于多元统计的好教材，这是线性代数和数值统计方法的集合。 Richard Johnson 和 Dean Wichern，2012·应用多元统计分析 Wolfgang Karl Hardle 和 Leopold Simar，2015·应用多元统计分析 也有一些在线的书籍，这些书籍可以在维基百科线性代数词条的最后一部分内容中可以看到。 线性代数大学课程 大学的线性代数课程是有用的，这使得本科生学习到他们应该掌握的线性代数内容。而作为一名机器学习实践者，大学的线性代数课程内容可能超过你所需掌握的内容，但这也能为你学习机器学习相关线性代数内容打下坚实的基础。 现在许多大学课程提供幻灯片的讲义、笔记等PDF电子版内容。有些大学甚至提供了预先录制的讲座视频，这无疑是珍贵的。 我鼓励你通过使用大学课程教材，深入学习相关课程来加深对机器学习中特定主题的理解。而不需要完全从头学到尾，这对于机器学习从业者来说太费时间了。 美国顶尖学校推荐的课程如下： Gilbert Strang·麻省理工学院·线性代数 Philip Klein·布朗大学·计算科学中的矩阵 Rachel Thomas·旧金山大学·针对编程者的线性代数计算 线性代数在线课程 与线性代数大学课程不同，在线课程作为远程教育而言显得不是那么完整，但这对于机器学习从业者而言学起来相当的快。推荐的一些在线课程如下： 可汗学院·线性代数 edX·线性代数：前沿基础 问答平台 目前网络上存在大量的问答平台，读者们可以在上面进行相关话题的讨论。以下是我推荐的一些问答平台，在这里要注意，一定要记得定期访问之前发布的问题及坛友的解答。 数学栈交换中的线性代数标记 交叉验证的线性代数标记 堆栈溢出的线性代数标记 Quora上的线性代数主题 Reddit上的数学主题 Numpy资源 如果你是用Python实现相关的机器学习项目，那么Numpy对你而言是非常有帮助的。 Numpy API文档写得很好，以下是一些参考资料，读者可以阅读它们来了解更多关于Numpy的工作原理及某些特定的功能。 Numpy参考 Numpy数组创建例程 Numpy数组操作例程 Numpy线性代数 Scipy线性代数 如果你同时也在寻找关于Numpy和Scipy更多的资源，下面有几个好的参考教材： 2017·用Python进行数据分析 2017·Elegant Scipy 2015·Numpy指南 作者信息 Jason Brownlee，机器学习专家，专注于机器学习教育 文章原标题《Top Resources for Learning Linear Algebra for Machine Learning》，作者：Jason Brownlee， 译者：海棠，审阅：袁虎。 原文链接 干货好文，请关注扫描以下二维码： 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/yunqiinsight/article/details/79722954。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...构造非回文字符串这一编程问题后，我们可以进一步了解字符串处理与算法优化的最新研究进展。近日，《自然》杂志子刊《自然-通讯》发表了一篇关于“在线字符串编辑与动态回文判定”的研究报告。研究者提出了一种新颖的在线算法，能够在字符串实时更新过程中高效地判断其是否为回文，并能快速找到使字符串变为非回文所需的最少编辑操作。这一成果不仅对于文本处理、数据压缩等领域具有重要价值，也对解决类似的编程挑战提供了新的思路。 此外，在ACM国际大学生程序设计竞赛（ACM-ICPC）和谷歌代码 Jam 等全球顶级编程赛事中，频繁出现与回文串相关的题目，参赛者需灵活运用算法知识来解决实际问题。比如，有题目要求选手在最短时间内编写程序，找出将一个字符串转换为非回文串的最小操作次数，这与我们讨论的文章主题不谋而合，展现了理论与实践相结合的重要性。 同时，回文串在密码学、遗传学以及文学创作等多个领域均有应用。例如，在DNA序列分析中，回文结构往往关联着基因调控的重要区域；在密码学中，特定类型的回文串可用于构建加密算法的关键部分。深入理解并熟练掌握回文串的相关性质及处理方法，无疑有助于我们在这些领域取得更多的技术突破。 总之，从基础的编程题出发，我们可以洞察到字符串处理与算法优化在前沿科研和实际应用中的深远影响。通过持续关注和学习此类问题的最新研究成果与应用案例，我们能够不断提升自身的算法设计和问题解决能力。

...渲染技术的最新进展和实践，以下是一些值得深入阅读的延伸内容： 近期，随着硬件性能的提升，实时渲染领域出现了许多创新。例如，DirectX 12 Ultimate引入了可变速率着色（Variable Rate Shading, VRS）技术，它允许GPU根据不同场景区域的重要性分配不同的着色率，从而提高渲染效率并优化性能表现。这项技术对游戏开发者来说具有重要意义，因为它能够在不牺牲画质的前提下实现更流畅的游戏体验。 同时，光线追踪作为近年来图形学领域的重大突破，已被纳入DirectX API中，并在NVIDIA RTX系列显卡上得到广泛应用。通过模拟真实世界的光线行为，光线追踪能够生成更为逼真细腻的光影效果，极大地提升了三维场景的真实感。 此外，针对三维建模与动画制作软件，Blender项目持续进行功能更新，支持多种坐标系统并整合了基于物理的渲染引擎Cycles。用户不仅可以在其中创建复杂的三维模型，还能利用内置的高级着色器进行法线贴图、置换贴图等复杂纹理处理，以及实现PBR材质以满足更高标准的视觉需求。 在理论研究方面，学者们正在深入探讨四元数在图形旋转、插值运算等方面的优化算法，力图挖掘其在实时渲染、虚拟现实和增强现实环境中的潜在价值。一些前沿研究甚至将四元数应用于机器学习与人工智能驱动的动画系统中，以实现更加自然、连贯的动作捕捉与运动预测。 综上所述，无论是实时渲染技术的发展、硬件特性的革新，还是三维设计工具的进步，都在不断推动三维坐标系与几何学在计算机图形学中的实际应用向着更高效、更真实的方向发展。关注这些领域的最新动态和技术成果，无疑将有助于您更好地掌握三维图形编程的未来趋势及其实现方法。

...介绍在上述算法目标的基础上如何对其实现。 前面提到的公式y = F(Xi ,Xu ,Xc)，是一个很经典的监督学习问题。可实现的方法有很多，比如传统的协同过滤模型，监督学习算法Logistic Regression模型，基于深度学习的模型，Factorization Machine和GBDT等。 一个优秀的工业级推荐系统需要非常灵活的算法实验平台，可以支持多种算法组合，包括模型结构调整。因为很难有一套通用的模型架构适用于所有的推荐场景。 现在很流行将LR和DNN结合，前几年Facebook也将LR和GBDT算法做结合。今日头条旗下几款产品都在沿用同一套强大的算法推荐系统，但根据业务场景不同，模型架构会有所调整。 模型之后再看一下典型的推荐特征，主要有四类特征会对推荐起到比较重要的作用。 第一类是相关性特征，就是评估内容的属性和与用户是否匹配。显性的匹配包括关键词匹配、分类匹配、来源匹配、主题匹配等。像FM模型中也有一些隐性匹配，从用户向量与内容向量的距离可以得出。 第二类是环境特征，包括地理位置、时间。这些既是bias特征，也能以此构建一些匹配特征。 第三类是热度特征。包括全局热度、分类热度，主题热度，以及关键词热度等。内容热度信息在大的推荐系统特别在用户冷启动的时候非常有效。 第四类是协同特征，它可以在部分程度上帮助解决所谓算法越推越窄的问题。 协同特征并非考虑用户已有历史。而是通过用户行为分析不同用户间相似性，比如点击相似、兴趣分类相似、主题相似、兴趣词相似，甚至向量相似，从而扩展模型的探索能力。 模型的训练上，头条系大部分推荐产品采用实时训练。实时训练省资源并且反馈快，这对信息流产品非常重要。用户需要行为信息可以被模型快速捕捉并反馈至下一刷的推荐效果。 我们线上目前基于storm集群实时处理样本数据，包括点击、展现、收藏、分享等动作类型。 模型参数服务器是内部开发的一套高性能的系统，因为头条数据规模增长太快，类似的开源系统稳定性和性能无法满足，而我们自研的系统底层做了很多针对性的优化，提供了完善运维工具，更适配现有的业务场景。 目前，头条的推荐算法模型在世界范围内也是比较大的，包含几百亿原始特征和数十亿向量特征。 整体的训练过程是线上服务器记录实时特征，导入到Kafka文件队列中，然后进一步导入Storm集群消费Kafka数据，客户端回传推荐的label构造训练样本，随后根据最新样本进行在线训练更新模型参数，最终线上模型得到更新。 这个过程中主要的延迟在用户的动作反馈延时，因为文章推荐后用户不一定马上看，不考虑这部分时间，整个系统是几乎实时的。 但因为头条目前的内容量非常大，加上小视频内容有千万级别，推荐系统不可能所有内容全部由模型预估。 所以需要设计一些召回策略，每次推荐时从海量内容中筛选出千级别的内容库。召回策略最重要的要求是性能要极致，一般超时不能超过50毫秒。 召回策略种类有很多，我们主要用的是倒排的思路。离线维护一个倒排，这个倒排的key可以是分类，topic，实体，来源等。 排序考虑热度、新鲜度、动作等。线上召回可以迅速从倒排中根据用户兴趣标签对内容做截断，高效的从很大的内容库中筛选比较靠谱的一小部分内容。 二、内容分析 内容分析包括文本分析，图片分析和视频分析。头条一开始主要做资讯，今天我们主要讲一下文本分析。文本分析在推荐系统中一个很重要的作用是用户兴趣建模。 没有内容及文本标签，无法得到用户兴趣标签。举个例子，只有知道文章标签是互联网，用户看了互联网标签的文章，才能知道用户有互联网标签，其他关键词也一样。 另一方面，文本内容的标签可以直接帮助推荐特征，比如魅族的内容可以推荐给关注魅族的用户，这是用户标签的匹配。 如果某段时间推荐主频道效果不理想，出现推荐窄化，用户会发现到具体的频道推荐（如科技、体育、娱乐、军事等）中阅读后，再回主feed,推荐效果会更好。 因为整个模型是打通的，子频道探索空间较小，更容易满足用户需求。只通过单一信道反馈提高推荐准确率难度会比较大，子频道做的好很重要。而这也需要好的内容分析。 上图是今日头条的一个实际文本case。可以看到，这篇文章有分类、关键词、topic、实体词等文本特征。 当然不是没有文本特征，推荐系统就不能工作，推荐系统最早期应用在Amazon,甚至沃尔玛时代就有，包括Netfilx做视频推荐也没有文本特征直接协同过滤推荐。 但对资讯类产品而言，大部分是消费当天内容，没有文本特征新内容冷启动非常困难，协同类特征无法解决文章冷启动问题。 今日头条推荐系统主要抽取的文本特征包括以下几类。首先是语义标签类特征，显式为文章打上语义标签。 这部分标签是由人定义的特征，每个标签有明确的意义，标签体系是预定义的。 此外还有隐式语义特征，主要是topic特征和关键词特征，其中topic特征是对于词概率分布的描述，无明确意义；而关键词特征会基于一些统一特征描述，无明确集合。 另外文本相似度特征也非常重要。在头条，曾经用户反馈最大的问题之一就是为什么总推荐重复的内容。这个问题的难点在于，每个人对重复的定义不一样。 举个例子，有人觉得这篇讲皇马和巴萨的文章，昨天已经看过类似内容，今天还说这两个队那就是重复。 但对于一个重度球迷而言，尤其是巴萨的球迷，恨不得所有报道都看一遍。解决这一问题需要根据判断相似文章的主题、行文、主体等内容，根据这些特征做线上策略。 同样，还有时空特征，分析内容的发生地点以及时效性。比如武汉限行的事情推给北京用户可能就没有意义。 最后还要考虑质量相关特征，判断内容是否低俗，色情，是否是软文，鸡汤？ 上图是头条语义标签的特征和使用场景。他们之间层级不同，要求不同。 分类的目标是覆盖全面，希望每篇内容每段视频都有分类；而实体体系要求精准，相同名字或内容要能明确区分究竟指代哪一个人或物，但不用覆盖很全。 概念体系则负责解决比较精确又属于抽象概念的语义。这是我们最初的分类，实践中发现分类和概念在技术上能互用，后来统一用了一套技术架构。 目前，隐式语义特征已经可以很好的帮助推荐，而语义标签需要持续标注，新名词新概念不断出现，标注也要不断迭代。其做好的难度和资源投入要远大于隐式语义特征，那为什么还需要语义标签？ 有一些产品上的需要，比如频道需要有明确定义的分类内容和容易理解的文本标签体系。语义标签的效果是检查一个公司NLP技术水平的试金石。 今日头条推荐系统的线上分类采用典型的层次化文本分类算法。 最上面Root，下面第一层的分类是像科技、体育、财经、娱乐，体育这样的大类，再下面细分足球、篮球、乒乓球、网球、田径、游泳…，足球再细分国际足球、中国足球，中国足球又细分中甲、中超、国家队…，相比单独的分类器，利用层次化文本分类算法能更好地解决数据倾斜的问题。 有一些例外是，如果要提高召回，可以看到我们连接了一些飞线。这套架构通用，但根据不同的问题难度，每个元分类器可以异构，像有些分类SVM效果很好，有些要结合CNN，有些要结合RNN再处理一下。 上图是一个实体词识别算法的case。基于分词结果和词性标注选取候选，期间可能需要根据知识库做一些拼接，有些实体是几个词的组合，要确定哪几个词结合在一起能映射实体的描述。 如果结果映射多个实体还要通过词向量、topic分布甚至词频本身等去歧，最后计算一个相关性模型。 三、用户标签 内容分析和用户标签是推荐系统的两大基石。内容分析涉及到机器学习的内容多一些，相比而言，用户标签工程挑战更大。 今日头条常用的用户标签包括用户感兴趣的类别和主题、关键词、来源、基于兴趣的用户聚类以及各种垂直兴趣特征（车型，体育球队，股票等）。还有性别、年龄、地点等信息。 性别信息通过用户第三方社交账号登录得到。年龄信息通常由模型预测，通过机型、阅读时间分布等预估。 常驻地点来自用户授权访问位置信息，在位置信息的基础上通过传统聚类的方法拿到常驻点。 常驻点结合其他信息，可以推测用户的工作地点、出差地点、旅游地点。这些用户标签非常有助于推荐。 当然最简单的用户标签是浏览过的内容标签。但这里涉及到一些数据处理策略。 主要包括： 一、过滤噪声。通过停留时间短的点击，过滤标题党。 二、热点惩罚。对用户在一些热门文章（如前段时间PG One的新闻）上的动作做降权处理。理论上，传播范围较大的内容，置信度会下降。 三、时间衰减。用户兴趣会发生偏移，因此策略更偏向新的用户行为。因此，随着用户动作的增加，老的特征权重会随时间衰减，新动作贡献的特征权重会更大。 四、惩罚展现。如果一篇推荐给用户的文章没有被点击，相关特征（类别，关键词，来源）权重会被惩罚。当 然同时，也要考虑全局背景，是不是相关内容推送比较多，以及相关的关闭和dislike信号等。 用户标签挖掘总体比较简单，主要还是刚刚提到的工程挑战。头条用户标签第一版是批量计算框架，流程比较简单，每天抽取昨天的日活用户过去两个月的动作数据，在Hadoop集群上批量计算结果。 但问题在于，随着用户高速增长，兴趣模型种类和其他批量处理任务都在增加，涉及到的计算量太大。 2014年，批量处理任务几百万用户标签更新的Hadoop任务，当天完成已经开始勉强。集群计算资源紧张很容易影响其它工作，集中写入分布式存储系统的压力也开始增大，并且用户兴趣标签更新延迟越来越高。 面对这些挑战。2014年底今日头条上线了用户标签Storm集群流式计算系统。改成流式之后，只要有用户动作更新就更新标签，CPU代价比较小，可以节省80%的CPU时间，大大降低了计算资源开销。 同时，只需几十台机器就可以支撑每天数千万用户的兴趣模型更新，并且特征更新速度非常快，基本可以做到准实时。这套系统从上线一直使用至今。 当然，我们也发现并非所有用户标签都需要流式系统。像用户的性别、年龄、常驻地点这些信息，不需要实时重复计算，就仍然保留daily更新。 四、评估分析 上面介绍了推荐系统的整体架构，那么如何评估推荐效果好不好？ 有一句我认为非常有智慧的话，“一个事情没法评估就没法优化”。对推荐系统也是一样。 事实上，很多因素都会影响推荐效果。比如侯选集合变化，召回模块的改进或增加，推荐特征的增加，模型架构的改进在，算法参数的优化等等，不一一举例。 评估的意义就在于，很多优化最终可能是负向效果，并不是优化上线后效果就会改进。 全面的评估推荐系统，需要完备的评估体系、强大的实验平台以及易用的经验分析工具。 所谓完备的体系就是并非单一指标衡量，不能只看点击率或者停留时长等，需要综合评估。 很多公司算法做的不好，并非是工程师能力不够，而是需要一个强大的实验平台，还有便捷的实验分析工具，可以智能分析数据指标的置信度。 一个良好的评估体系建立需要遵循几个原则，首先是兼顾短期指标与长期指标。我在之前公司负责电商方向的时候观察到，很多策略调整短期内用户觉得新鲜，但是长期看其实没有任何助益。 其次，要兼顾用户指标和生态指标。既要为内容创作者提供价值，让他更有尊严的创作，也有义务满足用户，这两者要平衡。 还有广告主利益也要考虑，这是多方博弈和平衡的过程。 另外，要注意协同效应的影响。实验中严格的流量隔离很难做到，要注意外部效应。 强大的实验平台非常直接的优点是，当同时在线的实验比较多时，可以由平台自动分配流量，无需人工沟通，并且实验结束流量立即回收，提高管理效率。 这能帮助公司降低分析成本，加快算法迭代效应，使整个系统的算法优化工作能够快速往前推进。 这是头条A/B Test实验系统的基本原理。首先我们会做在离线状态下做好用户分桶，然后线上分配实验流量，将桶里用户打上标签，分给实验组。 举个例子，开一个10%流量的实验，两个实验组各5%，一个5%是基线，策略和线上大盘一样，另外一个是新的策略。 实验过程中用户动作会被搜集，基本上是准实时，每小时都可以看到。但因为小时数据有波动，通常是以天为时间节点来看。动作搜集后会有日志处理、分布式统计、写入数据库，非常便捷。 在这个系统下工程师只需要设置流量需求、实验时间、定义特殊过滤条件，自定义实验组ID。系统可以自动生成：实验数据对比、实验数据置信度、实验结论总结以及实验优化建议。 当然，只有实验平台是远远不够的。线上实验平台只能通过数据指标变化推测用户体验的变化，但数据指标和用户体验存在差异，很多指标不能完全量化。 很多改进仍然要通过人工分析，重大改进需要人工评估二次确认。 五、内容安全 最后要介绍今日头条在内容安全上的一些举措。头条现在已经是国内最大的内容创作与分发凭条，必须越来越重视社会责任和行业领导者的责任。如果1%的推荐内容出现问题，就会产生较大的影响。 现在，今日头条的内容主要来源于两部分，一是具有成熟内容生产能力的PGC平台 一是UGC用户内容，如问答、用户评论、微头条。这两部分内容需要通过统一的审核机制。如果是数量相对少的PGC内容，会直接进行风险审核，没有问题会大范围推荐。 UGC内容需要经过一个风险模型的过滤，有问题的会进入二次风险审核。审核通过后，内容会被真正进行推荐。这时如果收到一定量以上的评论或者举报负向反馈，还会再回到复审环节，有问题直接下架。 整个机制相对而言比较健全，作为行业领先者，在内容安全上，今日头条一直用最高的标准要求自己。 分享内容识别技术主要鉴黄模型，谩骂模型以及低俗模型。今日头条的低俗模型通过深度学习算法训练，样本库非常大，图片、文本同时分析。 这部分模型更注重召回率，准确率甚至可以牺牲一些。谩骂模型的样本库同样超过百万，召回率高达95%+，准确率80%+。如果用户经常出言不讳或者不当的评论，我们有一些惩罚机制。 泛低质识别涉及的情况非常多，像假新闻、黑稿、题文不符、标题党、内容质量低等等，这部分内容由机器理解是非常难的，需要大量反馈信息，包括其他样本信息比对。 目前低质模型的准确率和召回率都不是特别高，还需要结合人工复审，将阈值提高。目前最终的召回已达到95%，这部分其实还有非常多的工作可以做。别平台。 如果需要机器学习视频，可以在公众号后台聊天框回复【机器学习】，可以免费获取编程视频 。 你可能还喜欢 数学在机器学习中到底有多重要？ AI 新手学习路线，附上最详细的资源整理！ 提升机器学习数学基础，推荐7本书 酷爆了！围观2020年十大科技趋势 机器学习该如何入门，听听过来人的经验！ 长按加入T圈，接触人工智能 觉得内容还不错的话，给我点个“在看”呗 本篇文章为转载内容。原文链接：https://blog.csdn.net/itcodexy/article/details/109574173。 该文由互联网用户投稿提供，文中观点代表作者本人意见，并不代表本站的立场。 作为信息平台，本站仅提供文章转载服务，并不拥有其所有权，也不对文章内容的真实性、准确性和合法性承担责任。 如发现本文存在侵权、违法、违规或事实不符的情况，请及时联系我们，我们将第一时间进行核实并删除相应内容。

...攻击行为。 总之，从理论到实践，信息熵无处不在，它不仅是一个强大的数学工具，更是推动各领域技术进步的关键要素。随着算法和计算能力的不断提升，信息熵的应用将更加广泛且深入，值得广大科研工作者和工程师持续关注和研究。

...以提升应用程序性能的基础上，我们发现随着深度学习和高性能计算需求的激增，GPU在容器化环境中的高效利用正成为业界关注的焦点。近日，NVIDIA发布了一项重大更新——NVIDIA Container Toolkit（前身为Nvidia Docker），它不仅简化了在Kubernetes、Docker等容器平台上部署GPU加速应用的过程，还增强了对最新一代GPU架构如Ampere的支持。 此外，随着云服务商不断优化其服务，AWS、Google Cloud Platform和Azure等主流云平台已全面支持在Docker容器中使用GPU资源，为开发者提供了无缝衔接的混合云和多云环境下GPU加速应用的开发、测试及部署能力。例如，Amazon Elastic Container Service (ECS) 现已集成EC2实例上的GPU资源，用户能够通过定义任务定义文件轻松指定所需GPU资源，并在Docker容器内运行CUDA优化的应用程序。 更进一步地，对于那些寻求深入理解Docker容器如何透明访问GPU以及如何优化容器内GPU资源分配的技术人员，NVIDIA官方文档和社区论坛提供了丰富的实践指南和技术解读。例如，一篇名为“Docker容器中的GPU虚拟化：从理论到实战”的技术博客，详尽剖析了Docker与GPU硬件交互的底层机制，以及如何借助NVIDIA Container Toolkit实现跨平台、跨架构的GPU容器化解决方案。 总之，随着技术发展和行业需求的变化，Docker与GPU的融合运用将更加广泛且深入，为AI、大数据处理等领域带来更高的计算效率和更灵活的部署方式。持续跟踪相关领域的最新研究成果和技术动态，无疑将帮助广大开发者更好地掌握这一关键技术，推动业务创新与发展。

...，我们可以进一步探索编程与数学、计算机科学更深层次的结合。近日，一项关于序列生成算法的研究成果引起了业界关注。研究团队开发了一种基于深度学习的自动生成数列模型，该模型不仅能够生成正负交替数列，还能根据特定规则或模式生成更为复杂的数列结构。 例如，在数据压缩领域，有研究人员利用变种的正负交替编码策略优化了哈夫曼编码等算法，有效提高了数据压缩率和解压速度。此外，在高性能计算中，正负交替数列的性质被应用于负载均衡算法设计，以提升大规模并行计算任务的效率和稳定性。 对于初学者来说，理解Python中的迭代器协议和生成器表达式也是扩展数列生成知识的重要途径。通过运用生成器，可以实现更加高效且节省内存的无限数列生成方案，这对于处理大数据集或者进行数学分析具有实际意义。 同时，莫比乌斯函数作为数论中的经典概念，在密码学、图论等领域也有着广泛应用。在最新的科研进展中，就有学者尝试将莫比乌斯函数和其他数学工具结合，利用Python实现了一系列高级算法，用于解决复杂问题如素数分布预测、网络最大流最小割问题等。 总之，Python语言在数列生成上的灵活性及其与数学理论的紧密结合，为各个领域的研究与应用提供了强大支持。从基础的正负交替数列开始，逐步深入到更广泛的编程实践与理论探索，无疑将帮助我们更好地应对各类复杂计算挑战。

在算法设计与编程挑战赛中，自然数拆分问题不仅是一项有趣的智力挑战，也与实际的计算机科学和数学研究紧密相连。近期，在ACM国际大学生程序设计竞赛（ACM-ICPC）的一场区域赛上，就出现了一道关于整数拆分优化问题的题目，要求参赛者在限定时间内找出最优的拆分方案，这与全国大学生算法设计与编程挑战赛中的自然数拆分问题有着异曲同工之妙。 深入探究此类问题，其实质是组合数学、图论以及动态规划等理论在实践中的应用。例如，贝尔数B(n,k)可以用来表示将n个不同元素分成k组的不同方式总数，这种理论在解决自然数拆分问题时提供了重要的数学工具。 此外，自然数拆分还与数论领域中的 partitions问题密切相关。在20世纪初，印度数学家拉马努金发展了一系列关于整数分区的恒等式，为后来的研究奠定了基础。现代计算机科学家通过算法优化，如记忆化搜索、回溯法及动态规划等，实现了对大规模自然数高效且精准的拆分计算。 同时，自然数拆分的实际应用也十分广泛，例如在数据压缩、编码理论、资源分配等领域都有所体现。在当前大数据和人工智能技术蓬勃发展的时代背景下，这类算法的设计与优化显得尤为重要。 总之，对于全国大学生算法设计与编程挑战赛中的自然数拆分问题，无论是从学术研究深度还是现实应用场景广度来看，都值得我们进一步探索和学习。不断跟进最新的科研进展，结合经典理论进行实战演练，无疑会提升我们在算法设计与编程领域的综合能力。

...们可以进一步探索这些数学概念在当今科技和实际生活中的广泛应用。近期，在人工智能领域，深度学习算法的优化问题就涉及到了高级的排列组合理论。例如，神经网络结构搜索（NAS）中，研究人员需要从众多可能的网络架构组合中寻找最优解，这就类似于五本书分给三个人的问题，只不过规模和复杂性大大提高。 另一方面，杨辉三角在计算机科学与编程实践中同样具有重要价值。它不仅被用于教学递归算法，还体现在诸多实际应用中，如二项式定理的快速计算、概率论和组合数学的相关问题解决等。最近，《Nature》杂志的一篇研究论文报道了一种利用杨辉三角优化量子电路的新方法，为量子计算领域的进步提供了新的思路。 此外，在数据分析和统计学中，杨辉三角也扮演着关键角色，比如在处理二项分布问题时，其每一项恰好对应了特定概率质量函数的系数。同时，排列组合在密码学、编码理论等领域也有广泛而深远的影响，如在设计加密算法时考虑所有可能的密钥组合以保证安全性。 总之，无论是排列组合还是杨辉三角，这些基础数学知识都在与时俱进，不断拓展新的应用边界，并在科技发展的前沿地带发挥着不可替代的作用。对于开发者和学习者来说，持续关注此类数学工具在新技术背景下的最新进展，无疑将有助于提升自身的算法设计与问题解决能力。

...最新动态。近期，随着游戏引擎如Unity对Lua脚本支持的不断优化升级，以及云计算、物联网等领域的轻量级脚本需求增长，Lua语言及其中的metatable机制在项目开发中的重要性日益凸显。 例如，在游戏开发中，metatable常被用来实现对象系统，通过元表可以定义类的行为，包括继承、多态等面向对象特性，极大地提高了代码复用性和可维护性。在Roblox Studio这样的基于Lua的游戏创作平台中，开发者利用metatable实现了复杂的用户自定义逻辑，创建出丰富多样的游戏玩法和交互体验。 同时，Lua因其小巧高效的特点，在嵌入式系统和网络服务端编程中也广泛应用，metatable机制在这些场景下同样发挥着关键作用，如用于定制数据结构的行为、实现资源管理等功能。 此外，对于Lua metatable机制的研究与探讨也在持续进行，学术界和开源社区不断有新的实践案例和理论分析出炉，例如LuaJIT项目就对metatable进行了深度优化以提升性能，而一些技术博客和教程则通过实例详细解读metatable如何解决实际开发问题，为开发者们提供了宝贵的参考资料。 因此，紧跟Lua及metatable机制的发展趋势，结合具体应用场景进行学习和实践，不仅有助于提升编程技巧，更能适应快速发展的软件行业需求，让Lua成为更多开发者手中的利器。

... found”问题的基础上，进一步的探索和实践对于提升Lua项目开发效率至关重要。近期，LuaRocks作为Lua生态中的包管理器，发布了新版本，提供了更强大的模块依赖管理和自动下载功能，使得开发者能够更加便捷地安装和更新第三方模块，有效避免了手动设置package.path的繁琐过程。 此外，LuaJIT项目也在持续优化其模块加载性能，通过Fengari等开源项目，Lua模块加载机制得以在JavaScript环境中实现，为跨平台应用和游戏开发带来了新的可能。同时，结合LuaRPG、OpenResty等应用场景，我们可以看到Lua模块化设计在实际项目中如何影响程序结构和运行效率，这对于理解和实践Lua模块化编程具有很高的参考价值。 因此，建议读者在掌握基础模块加载原理后，关注Lua社区的最新动态和技术分享，深入了解LuaRocks、LuaJIT等相关工具及项目的最佳实践，以应对不断变化的实际开发需求，并提升自身对Lua模块化设计和管理的综合能力。同时，阅读Lua官方文档和相关开源项目的源码也是深入学习模块加载机制的重要途径。

在解决数学和编程竞赛中的几何与组合问题时，如Codeforces 1355C题所展示的，如何巧妙地运用枚举法寻找满足特定条件的整数解组合是一个核心技巧。此类题目通常涉及到多变量约束下的计数问题，而对区间范围内的整数进行有效筛选并计算其组合方案是关键。 近期，在ACM国际大学生程序设计竞赛（ACM-ICPC）中也出现了类似的问题，参赛者需根据给定的边界条件，找出所有合法的三角形边长组合。其中，部分优秀解法借鉴了上述文章中的思路，通过枚举中间变量并结合不等式约束来优化搜索空间，从而提高算法效率。 进一步探究，我们可以发现这类问题与计算机科学中的动态规划、贪心算法以及图论中的网络流问题有着内在联系。例如，通过对三角形两边之和大于第三边这一基本性质的灵活运用，可以构建出状态转移方程，进而应用动态规划方法求解更复杂的版本。 同时，经典数学著作《组合数学》（作者：Richard P. Stanley）中有大量关于组合计数的理论知识和实践案例，书中详尽探讨了在有限集合上定义各种结构，并计算满足特定属性的对象数量的方法。这为理解和解决此类涉及整数序列限制及组合优化的问题提供了坚实的理论基础。 此外，当前AI领域中的一些研究也在探索利用机器学习技术解决复杂的组合优化问题，例如通过深度学习模型预测可能的最优解分布，辅助或取代传统的枚举和搜索策略。这种跨学科的研究方向为我们处理大规模、高维度的组合问题提供了新的视野和手段。 总之，从经典的数学理论到现代的计算机科学与人工智能前沿，对于限定条件下三角形边长组合计数问题的深入理解与解决，不仅能够提升我们在各类竞赛中的实战能力，更能帮助我们掌握一系列通用的分析问题和解决问题的策略，具有很高的教育价值和实际意义。

...且灵活的脚本语言，在游戏开发、嵌入式系统等领域中广受欢迎。然而，在编程实战中，我们免不了会碰到一些让人挠头的常见表达式计算问题，比如除数尴尬地变成了零，或者莽撞地去访问一个不存在的索引，这些小插曲常常让我们措手不及。这些看似微小的问题，却可能导致程序运行出错甚至崩溃。本文将深入探讨这些问题，并通过实例代码来帮助你理解和避免它们。 2. 除数为零错误 --- 在Lua中，当你尝试进行一个除法运算，而除数是零时，会触发一个运行时错误。例如： lua -- 尝试除以零的例子 local result = 10 / 0 print(result) 执行这段代码后，Lua会抛出一个错误信息："attempt to perform arithmetic on a nil value (divide by zero)"。这意味着Lua无法处理除以零的操作，因为它在数学上没有定义。为了避免出现这种囧境，咱们在做除法之前通常得先瞅一眼，看看那个除数是不是零。 3. 无效索引错误 --- Lua中的表（table）是一种非常重要的数据结构，它支持动态索引和关联数组特性。然而，当我们试图访问一个不存在的索引时，就会引发“无效索引”错误： lua -- 无效索引例子 local myTable = {} print(myTable[5]) -- 此处会报错，因为myTable并没有索引为5的元素 Lua会返回错误提示：" attempt to index a nil value"。为了预防这类错误，我们可以使用if语句或者pairs函数预先判断索引是否存在： lua local myTable = {} if myTable[5] then print(myTable[5]) else print("Index not found.") end 4. 其他常见表达式错误 --- 除了上述两种情况外，Lua还可能在其他类型的表达式计算中出现错误。例如，对未初始化的变量进行操作： lua -- 未初始化变量的例子 local uninitializedVar print(uninitializedVar + 1) -- 这将导致"nil value"错误 解决这个问题的方法是在使用变量之前确保其已被初始化： lua local initializedVar = 0 print(initializedVar + 1) -- 现在这段代码将会正常执行，输出1 5. 结论与思考 --- 在Lua编程过程中，理解并妥善处理表达式计算错误是我们编写健壮代码的关键步骤。通过不断实践和探索，我们可以学会如何预见和规避这些陷阱。记得时刻打起精神，像给我们的代码穿上逻辑盔甲、装备上条件语句武器一样，让咱们的Lua程序就算遇到突发状况也能稳如老狗，表现出超强的适应力和稳定性。说真的，编程可不只是敲代码实现功能那么简单，它更像是一个解决难题、迎接挑战的大冒险，这个过程中充满了咱们人类智慧的灵光乍现和饱含情感的深度思考，可带劲儿了！ 以上示例只是冰山一角，实际编程中可能会有更多的潜在问题等待我们去发现和解决。因此，让我们一起深入Lua的世界，不断提升自己的编程技艺吧！

...区也在积极探讨如何在实践中更好地遵循最小权限原则，以应对不断演变的威胁环境。例如，在一篇2022年的博客文章中，一位资深安全专家深入剖析了几个真实的案例，展示了不正确处理SecurityCriticalException可能导致的数据泄露和其他安全隐患，并提出了改进策略和最佳实践。 此外，针对应用程序安全性的国际标准ISO/IEC 27034-1也强调了编程时应确保程序逻辑与授权模型紧密结合，防止未经授权的访问或操作。这再次提醒广大开发者，理解和运用好诸如C中的安全关键特性，不仅能提升自身代码质量，也是履行社会责任、保障用户数据安全的关键一环。 因此，我们建议读者在掌握本文所述基础知识的同时，密切关注行业动态，持续学习最新的安全开发理论与实践，不断提升软件安全保障能力。

Java编程实战：循环数组中的相邻项并进行相减操作 在Java编程的世界中，我们常常遇到需要处理数组元素间关系的问题。今天，咱们就来唠唠一个实实在在、日常生活中经常遇到的问题——怎么才能顺顺利利地遍历数组，并对挨着的元素玩一把“相减游戏”。这个看似不起眼的过程，其实背后藏着对数据处理、逻辑控制、循环语句的深厚功底和全面理解，像是个隐藏的武林高手在低调地秀操作。 1. 理解问题与需求 想象一下，你有一个整数数组，例如 [5, 3, 8, 2, 7]，现在你的任务是计算每对相邻元素的差值，并将结果存储到新的数组中。在这个例子中，我们期望得到的结果数组应当为 [2, -5, 6, -5]（即 5-3, 3-8, 8-2, 2-7 的结果）。这就意味着咱们得掌握的可不只是怎么把数组里的每个元素都摸个遍，更关键的是，咱们还要懂得如何在“溜达”过程中灵活处理这些元素之间的“亲密关系”。 2. 初识Java数组遍历与相减操作 首先，让我们用Java代码来直观展示如何实现这个功能。这里我们使用最基础的for循环： java public class Main { public static void main(String[] args) { int[] numbers = {5, 3, 8, 2, 7}; int[] differences = new int[numbers.length - 1]; // 新数组长度比原数组少1 // 遍历原数组，从索引1开始，因为我们需要比较相邻项 for (int i = 1; i < numbers.length; i++) { // 计算相邻项的差值并存入新数组 differences[i - 1] = numbers[i] - numbers[i - 1]; System.out.println("The difference between " + numbers[i - 1] + " and " + numbers[i] + " is: " + differences[i - 1]); } // 输出最终的差值数组 System.out.println("\nFinal differences array: " + Arrays.toString(differences)); } } 上述代码中，我们创建了一个新数组differences来存放相邻元素的差值。在用for循环的时候，我们相当于手牵手地让当前索引i和它的前一位朋友i-1对应的数组元素见个面，然后呢，咱们就能轻轻松松算出这两个小家伙之间的差值。别忘了，把这个差值乖乖放到新数组相应的位置上~ 3. 深入探讨及优化思路 上述方法虽然可以解决基本问题，但当我们考虑更复杂的情况时，比如数组可能为空或只包含一个元素，或者我们希望对任何类型的数据（不仅仅是整数）执行类似的操作，就需要进一步思考和优化。 例如，为了提高代码的健壮性，我们可以增加边界条件检查： java if (numbers.length <= 1) { System.out.println("The array has fewer than two elements, so no differences can be calculated."); return; } 另外，如果数组元素是浮点数或其他对象类型，只要这些类型支持减法操作，我们的算法依然适用，只需相应修改数据类型即可。 4. 总结与延伸 通过以上示例，我们不难看出，在Java中实现遍历数组并计算相邻项之差是一个既考验基础语法又富有实际应用价值的操作。同时，这也是我们在编程过程中不断迭代思维、适应变化、提升代码质量的重要实践。甭管你碰上啥类型的数组或是运算难题，重点就在于把循环结构整明白了，还有对数据的操作手法得玩得溜。只要把这个基础打扎实了，咱就能在编程的世界里挥洒自如地解决各种问题，就跟切豆腐一样轻松。这就是编程的魅力所在，它不只是机械化的执行命令，更是充满智慧与创新的人类思考过程的体现。

...a内置函数与库：深入实践之旅 1. 引言 Lua，这个小巧却功能强大的脚本语言，在游戏开发、网络编程和嵌入式系统等领域广受青睐。它的语法简单又清楚，就像搭积木一样容易理解，而且它还拥有各种各样的内置小工具和宝藏库，让你在处理各种乱七八糟的任务时，都能灵活得像孙悟空七十二变，高效得像是坐上了火箭。嘿，伙计！这篇文可不得了，它将拽着你的手，一起跳进Lua的奇妙世界探险去。咱不光是纸上谈兵，还会通过实实在在的代码实例，让你像玩转积木一样，轻松掌握Lua那些内置函数和库的使用诀窍。这样一来，咱们的编程旅程就能充满生机勃勃的乐趣啦！ 2. Lua内置函数的魅力 2.1 基础操作 Lua提供了丰富的基础内置函数，让我们先从字符串操作开始： lua -- 字符串拼接 local myString = "Hello, " .. "World!" print(myString) -- 输出: Hello, World! -- 字符串长度获取 local length = string.len("Lua Programming") print(length) -- 输出: 16 -- 查找子串 local subStr = string.find("Lua is awesome", "awesome") print(subStr) -- 输出: 7 2.2 表格（Table）操作 Lua的表格是一种动态数组和关联数组的混合体，内置函数可实现对表格的各种操作： lua -- 创建一个表格 local myTable = {name = "Lua", version = "5.4", popularity = true} -- 访问表格元素 print(myTable.name) -- 输出: Lua -- 插入新元素 myTable.author = "Roberto Ierusalimschy" print(myTable.author) -- 输出: Roberto Ierusalimschy -- 遍历表格 for k, v in pairs(myTable) do print(k, v) end 3. 探索Lua标准库 3.1 数学库 Lua的标准库中包含了数学模块，方便我们进行数学计算： lua -- 导入math库 math.randomseed(os.time()) -- 设置随机种子 local mathLib = require"math" -- 计算平方根 local root = mathLib.sqrt(16) print(root) -- 输出: 4 -- 生成随机数 local randomNum = mathLib.random(1, 10) print(randomNum) -- 输出: [1,10]之间的随机整数 3.2 文件I/O操作 Lua还提供了文件操作库io，我们可以用它来读写文件： lua -- 打开并读取文件内容 local file = io.open("example.txt", "r") if file then local content = file:read("a") -- 读取所有内容 print(content) file:close() -- 关闭文件 end 4. 结语 深化理解，提升运用能力 通过以上示例，我们已经窥见了Lua内置函数和库的强大之处。然而，要真正玩转这些工具可不是一朝一夕的事儿，得靠我们在实际项目里不断摸索、积累实战经验，搞懂每个函数背后的门道和应用场景，就像咱们平时学做饭，不是光看菜谱就能成大厨，得多实践、多领悟才行。当你遇到问题时，不要忘记借助Lua社区的力量，互相交流学习，共同成长。这样子说吧，只有当我们做到了这一点，咱们才能实实在在地把Lua这门语言玩转起来，让它变成我们攻克复杂难题时手中那把无坚不摧的利器。每一次的尝试和实践，就像是我们一步一步稳稳地走向“把Lua内置函数和库玩得溜到飞起”这个目标的过程，每一步都踩得实实在在，充满动力。