【darknet 源碼解析-02】utils.h 與 utils.c

本系列為darknet源碼解析，本次解析src/utils.h 與 src/utils.c 兩個。主要涉及到了讀寫檔案操作，以及字元串基本操作，

utils.h 中包含的代碼如下：

#ifndef UTILS_H
#define UTILS_H
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include "darknet.h"
#include "list.h"

#define TIME(a) \
    do { \
    double start = what_time_is_it_now(); \
    a; \
    printf("%s took: %f seconds\n", #a, what_time_is_it_now() - start); \
    } while (0)

#define TWO_PI 6.2831853071795864769252866f

double what_time_is_it_now(); //獲得目前時間
void shuffle(void *arr, size_t n, size_t size); //對數組進行洗牌操作
void sorta_shuffle(void *arr, size_t n, size_t size, size_t sections); // 對每一個sections進行洗牌操作
void free_ptrs(void **ptrs, int n); // 釋放二維指針的記憶體空間
int alphanum_to_int(char c); // 字元轉整數
char int_to_alphanum(int i); //整數轉字元
int read_int(int fd);  // 從檔案fd中讀取一個整數
void write_int(int fd, int n); // 向檔案fd中寫入一個整數
void read_all(int fd, char *buffer, size_t bytes); // 将記憶體中buffer起始的bytes個位元組資料寫入到fd檔案中，一次性操作，若寫不完，則報錯

void write_all(int fd, char *buffer, size_t bytes); // 從fd檔案中，讀取bytes個位元組資料到記憶體中buffer起始，一次性操作，若讀不完，則報錯
int read_all_fail(int fd, char *buffer, size_t bytes); // 從fd檔案中，讀取bytes個位元組資料到記憶體中buffer起始，直到讀完；
int write_all_fail(int fd, char *buffer, size_t bytes); // 将記憶體中buffer起始的bytes個位元組資料寫入到fd檔案中，直到寫完
void find_replace(char *str, char *orig, char *rep, char *output);// 判斷str中是否出現子串，若出現則進行替代；
void malloc_error(); // 報錯，記憶體配置設定出錯
void file_error(char *s); // 報錯，不能打開指定目錄的檔案
void strip(char *s); // 過濾掉字元數組中' '和'\t'以及'\n'三種字元
void strip_char(char *s, char bad); //過濾掉字元數組存在的指定字元 bad
list *split_str(char *s, char delim);
char *fgetl(FILE *fp); // 讀取指定檔案中的一行字元；
list *parse_csv_line(char *line); // 字元串切割，按照指定字元delim進行切割；
char *copy_string(char *s); //字元串拷貝操作
int count_fields(char *line); // 統計字元數組中有多少個 空格字元和','字元；
float *parse_fields(char *line, int n); // // 解析字元數組中的float實數
void translate_array(float *a, int n, float s); // 對向量進行平移操作，
float constrain(float min, float max, float a); // 判斷小數a 與 區間小數[min, max]的關系，傳回相應的值
int constrain_int(int a, int min, int max); // 判斷整數a 與 區間整數[min, max]的關系，傳回相應的值
float rand_scale(float s); // 随機采用的基礎上，50%的機率傳回S，50%的機率傳回1/s
int rand_int(int min, int max); // 傳回一個區間[min, max]内的一個整數
void mean_arrays(float **a, int n, int els, float *avg); // 求二維float數組，每一列的平均值，儲存在avg一維float數組中
float dist_array(float *a, float *b, int n, int sub); // 當sub為1的時候，其實就是計算兩個一維數組的歐式距離
float **one_hot_encode(float *a, int n, int k); // 進行one_hot 編碼，根據，float數組a中的元素進行編碼
float sec(clock_t clocks); // 擷取秒數
void print_statistics(float *a, int n); // 計算向量的mean和var
int int_index(int *a, int val, int n); // 一維數組進行查找操作，若查找指定值，傳回index，否則，傳回-1；

#endif
           

詳細的注解，見utils.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

#include "utils.h"


/*
// old timing. is it better? who knows!!
double get_wall_time()
{
    struct timeval time;
    if (gettimeofday(&time,NULL)){
        return 0;
    }
    return (double)time.tv_sec + (double)time.tv_usec * .000001;
}
*/

// 獲得目前時間，到秒的時間戳，并對微秒進行四舍五入。
// tv_usrc 擷取到微秒，需要10^-6轉換為秒
double what_time_is_it_now()
{
    // 
    struct timeval time;
    if (gettimeofday(&time,NULL)){
        return 0;
    }
    return (double)time.tv_sec + (double)time.tv_usec * .000001;
}


// 讀取初始gpu_list，獲得gpu id編号
int *read_intlist(char *gpu_list, int *ngpus, int d)
{
    int *gpus = 0;
    // 如果gpu_list不為空，gpu_list = "*,*,*,*,"
    if(gpu_list){
        int len = strlen(gpu_list);
        *ngpus = 1;
        int i;
	// 通過計數","的個數來統計gpu的個數
        for(i = 0; i < len; ++i){
            if (gpu_list[i] == ',') ++*ngpus;
        }
	// 配置設定存儲空間
        gpus = calloc(*ngpus, sizeof(int));
        // 将GPU編号儲存到 gpus int型數組中
        for(i = 0; i < *ngpus; ++i){
	    //将gpu_list前面的字元轉換成整數，atoi碰到不能轉換的符号，停止轉換，例： "123.45" 轉換結果 "123";  "123,45" 轉換結果 "123"
            gpus[i] = atoi(gpu_list);
	    // 更新gpu_list，已經儲存到gpus中要過濾掉， strchr 查找某字元的index，傳回從該index開始的子字元數組;
            gpu_list = strchr(gpu_list, ',')+1;
        }
    } else {// gpu_list 為空，
        gpus = calloc(1, sizeof(float));
        *gpus = d; // 指定編号d的gpu
        *ngpus = 1;
    }
    return gpus; // 傳回的gpus 可能是一個int數組，也有可能是一個int整數，具體看gpu_list
}

// 讀取指定檔案中，每一行的最開始的整數，儲存到一維數組中，數組長度為檔案的有效行數。
int *read_map(char *filename)
{
    int n = 0;
    int *map = 0;
    char *str;
    FILE *file = fopen(filename, "r");
    if(!file) file_error(filename); // 未成功讀取檔案，報錯
    while((str=fgetl(file))){ //逐行讀取
        ++n;
        map = realloc(map, n*sizeof(int));
        map[n-1] = atoi(str); // 根據此語句可以得知，在file 每一行的開始處讀取一個整數，儲存到 map數組的末尾；
    }
    return map; 
}

// 對每一個sections進行洗牌操作
void sorta_shuffle(void *arr, size_t n, size_t size, size_t sections)
{
    size_t i;
    for(i = 0; i < sections; ++i){
        size_t start = n*i/sections;
        size_t end = n*(i+1)/sections;
        size_t num = end-start;
        shuffle(arr+(start*size), num, size);
    }
}

// 對數組進行洗牌操作
void shuffle(void *arr, size_t n, size_t size)
{
    size_t i;
    void *swp = calloc(1, size); //配置設定一個1個長度為size的連續空間
    for(i = 0; i < n-1; ++i){
        size_t j = i + rand()/(RAND_MAX / (n-i)+1);  //進行洗牌操作
        memcpy(swp,          arr+(j*size), size);
        memcpy(arr+(j*size), arr+(i*size), size);
        memcpy(arr+(i*size), swp,          size);
    }
}

// index 洗牌操作
int *random_index_order(int min, int max)
{
    int *inds = calloc(max-min, sizeof(int)); // 申請存儲空間
    int i;
    for(i = min; i < max; ++i){   // 初始化
        inds[i] = i;
    }
    for(i = min; i < max-1; ++i){ // 洗牌操作
        int swap = inds[i];
        int index = i + rand()%(max-i);
        inds[i] = inds[index];
        inds[index] = swap;
    }
    return inds;
}

// 從第index+1開始，将argv元素向左移動，最後一個元素置null
void del_arg(int argc, char **argv, int index)
{
    int i;
    for(i = index; i < argc-1; ++i) argv[i] = argv[i+1];
    argv[i] = 0;
}

// 删除指定字元串 arg,其後面的字元串往左移動
int find_arg(int argc, char* argv[], char *arg)
{
    int i;
    for(i = 0; i < argc; ++i) {
        if(!argv[i]) continue;
        if(0==strcmp(argv[i], arg)) {
            del_arg(argc, argv, i);
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

// 找到指定 arg， 後面的參數往左一定兩個位置
int find_int_arg(int argc, char **argv, char *arg, int def)
{
    int i;
    for(i = 0; i < argc-1; ++i){
        if(!argv[i]) continue;
        if(0==strcmp(argv[i], arg)){
            def = atoi(argv[i+1]);
            del_arg(argc, argv, i);
            del_arg(argc, argv, i);
            break;
        }
    }
    return def;
}

// 同理
float find_float_arg(int argc, char **argv, char *arg, float def)
{
    int i;
    for(i = 0; i < argc-1; ++i){
        if(!argv[i]) continue;
        if(0==strcmp(argv[i], arg)){
            def = atof(argv[i+1]);
            del_arg(argc, argv, i);
            del_arg(argc, argv, i);
            break;
        }
    }
    return def;
}

// 同理
char *find_char_arg(int argc, char **argv, char *arg, char *def)
{
    int i;
    for(i = 0; i < argc-1; ++i){
        if(!argv[i]) continue;
        if(0==strcmp(argv[i], arg)){
            def = argv[i+1];
            del_arg(argc, argv, i);
            del_arg(argc, argv, i);
            break;
        }
    }
    return def;
}


// 提取cfg檔案的檔案名，
char *basecfg(char *cfgfile)
{
    char *c = cfgfile;
    char *next;
    // 查找到最後一個 '/', 隻要最後一個'/'後面的内容
    while((next = strchr(c, '/')))
    {
        c = next+1;
    }
    c = copy_string(c); // 重新配置設定一塊記憶體進行存儲
    next = strchr(c, '.'); //查找字尾
    if (next) *next = 0; //後面置null
    return c; 
}

// 字元轉整數
int alphanum_to_int(char c)
{
    return (c < 58) ? c - 48 : c-87;
}

// 整數轉字元
char int_to_alphanum(int i)
{
    if (i == 36) return '.';
    return (i < 10) ? i + 48 : i + 87;
}

// 可視化一維float數組，M×N列
void pm(int M, int N, float *A)
{
    int i,j;
    for(i =0 ; i < M; ++i){
        printf("%d ", i+1);
        for(j = 0; j < N; ++j){
            printf("%2.4f, ", A[i*N+j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

// 判斷str中是否出現子串，若出現則進行替代；
void find_replace(char *str, char *orig, char *rep, char *output)
{
    char buffer[4096] = {0};
    char *p;

    sprintf(buffer, "%s", str);
    if(!(p = strstr(buffer, orig))){  // Is 'orig' even in 'str'? // 判斷orig是否是buffer的子串，若是傳回orig在buffer的起始位址，否則傳回null
        sprintf(output, "%s", str);
        return;
    }

    *p = '\0'; // 因為sprintf拼接必須是'\0'結尾的字元數組；

    sprintf(output, "%s%s%s", buffer, rep, p+strlen(orig)); // 拼接，用rep 替代 buffer中的orig部分，其餘不變，如： str = "1qaz", rep = "3344", orig = "qa"; output = "1q" + '\0' + "3344"+"z"
}

// 擷取秒數
float sec(clock_t clocks)
{
    return (float)clocks/CLOCKS_PER_SEC;
}

// 傳回float數組a中top-k,index數組儲存從 top-k的角标；
void top_k(float *a, int n, int k, int *index)
{
    int i,j;
    for(j = 0; j < k; ++j) index[j] = -1; // index數組初始化，全部置為-1， 長度k
    for(i = 0; i < n; ++i){
        int curr = i;
        for(j = 0; j < k; ++j){
            if((index[j] < 0) || a[curr] > a[index[j]]){ // 交換兩者index
                int swap = curr;
                curr = index[j];
                index[j] = swap;
            }
        }
    }
}

void error(const char *s)
{
    perror(s); // perror()函數先列印字元數組 s ，然後列印出錯的原因
    assert(0); // 報錯
    exit(-1); 
}

// 将一個檔案中的内容，一次性讀取完；
unsigned char *read_file(char *filename)
{
    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    size_t size;

    fseek(fp, 0, SEEK_END); //将fp流指針移動到檔案結尾；
    size = ftell(fp); //擷取檔案長度
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);  // 将fp流指針移動檔案開頭

    unsigned char *text = calloc(size+1, sizeof(char)); // 申請存儲空間
    fread(text, 1, size, fp);  // 1表示每個資料項的位元組數，size表示要讀的資料項個數，fp流指針，text記憶體位址
    fclose(fp);
    return text;
}

// 報錯，記憶體配置設定出錯
void malloc_error()
{
    fprintf(stderr, "Malloc error\n");
    exit(-1);
}

// 報錯，不能打開指定目錄的檔案
void file_error(char *s)
{
    fprintf(stderr, "Couldn't open file: %s\n", s);
    exit(0); //程式運作正常退出
}

// 字元串切割，按照指定字元delim進行切割；
list *split_str(char *s, char delim)
{
    size_t i;
    size_t len = strlen(s);
    list *l = make_list();
    list_insert(l, s);
    for(i = 0; i < len; ++i){
        if(s[i] == delim){
            s[i] = '\0';
            list_insert(l, &(s[i+1]));
        }
    }
    return l;
}

// 過濾掉字元數組存在的 ' ' 和 '\t' 以及 '\n' 三種字元
void strip(char *s)
{
    size_t i;
    size_t len = strlen(s);
    size_t offset = 0;
    for(i = 0; i < len; ++i){
        char c = s[i];
        if(c==' '||c=='\t'||c=='\n') ++offset;
        else s[i-offset] = c;
    }
    s[len-offset] = '\0';
}

// 過濾掉字元數組存在的指定字元 bad
void strip_char(char *s, char bad)
{
    size_t i;
    size_t len = strlen(s);
    size_t offset = 0;
    for(i = 0; i < len; ++i){
        char c = s[i];
        if(c==bad) ++offset;
        else s[i-offset] = c;
    }
    s[len-offset] = '\0';
}

// 釋放二維指針的記憶體空間
void free_ptrs(void **ptrs, int n)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i) free(ptrs[i]);
    free(ptrs);
}


// 讀取指定檔案中的一行字元；
char *fgetl(FILE *fp)
{
    if(feof(fp)) return 0; // feof()檢測流檔案指針是否已到檔案結尾。檔案讀取結束，傳回非0，否則傳回0.
    size_t size = 512;
    char *line = malloc(size*sizeof(char)); // 申請512個字元空間
    if(!fgets(line, size, fp)){ //fgets 讀取檔案中一行的資料，存放到line中.讀取失敗或讀取到換行符或讀取到檔案末尾傳回，讀取fgets失敗傳回null
        free(line);
        return 0;
    }

    size_t curr = strlen(line);
    

    // 讀取未滿一行時
    while((line[curr-1] != '\n') && !feof(fp)){
        if(curr == size-1){ // 擴充
            size *= 2;
            line = realloc(line, size*sizeof(char));
            if(!line) {
                printf("%ld\n", size);
                malloc_error();
            }
        }
        size_t readsize = size-curr;
        if(readsize > INT_MAX) readsize = INT_MAX-1; // 不能超過INTMAX，上溢
        fgets(&line[curr], readsize, fp); // 讀取其餘部分
        curr = strlen(line);
    }
    if(line[curr-1] == '\n') line[curr-1] = '\0'; // index n-1處為'\n'表示讀完了一行，将其修改為'\0'，因為字元數組預設結果為'\0'，需手動補上

    return line;
}

// 從檔案fd中讀取一個整數
int read_int(int fd)
{
    int n = 0;
    int next = read(fd, &n, sizeof(int)); // next為成功讀取的位元組數，如果為-1，則表示讀取失敗，若調read之前已經到達檔案末尾，則這次read傳回0.
    if(next <= 0) return -1;
    return n;
}

// 向檔案fd中寫入一個整數
void write_int(int fd, int n)
{
    int next = write(fd, &n, sizeof(int));
    if(next <= 0) error("read failed");
}

// 從fd檔案中，讀取bytes個位元組資料到記憶體中buffer起始，直到讀完；
int read_all_fail(int fd, char *buffer, size_t bytes)
{
    size_t n = 0;
    while(n < bytes){
        int next = read(fd, buffer + n, bytes-n);
        if(next <= 0) return 1;
        n += next;
    }
    return 0;
}

// 将記憶體中buffer起始的bytes個位元組資料寫入到fd檔案中，直到寫完
int write_all_fail(int fd, char *buffer, size_t bytes)
{
    size_t n = 0;
    while(n < bytes){
        size_t next = write(fd, buffer + n, bytes-n); // 将buffer+n 所指向的記憶體寫入bytes-n個位元組到fd檔案中；
        if(next <= 0) return 1; //如果寫入成功，會傳回寫入的位元組數，即傳回 bytes,否則，傳回-1【寫入失敗】；
        n += next; // n變成 n+bytes，
    } // while 循環這麼去寫，可以保證全部bytes位元組數寫入到檔案fd中
    return 0;
}

// 将記憶體中buffer起始的bytes個位元組資料寫入到fd檔案中，一次性操作，若寫不完，則報錯
void read_all(int fd, char *buffer, size_t bytes)
{
    size_t n = 0;
    while(n < bytes){
        int next = read(fd, buffer + n, bytes-n);
        if(next <= 0) error("read failed");
        n += next;
    }
}

// 從fd檔案中，讀取bytes個位元組資料到記憶體中buffer起始，一次性操作，若讀不完，則報錯
void write_all(int fd, char *buffer, size_t bytes)
{
    size_t n = 0;
    while(n < bytes){
        size_t next = write(fd, buffer + n, bytes-n);
        if(next <= 0) error("write failed");
        n += next;
    }
}



// 字元數組的複制操作
char *copy_string(char *s)
{
    char *copy = malloc(strlen(s)+1);
    strncpy(copy, s, strlen(s)+1); //将以s位址開始的前strlen(s) + 1 個位元組複制到copy所指向的數組中
    return copy;
}


// 解析某種特定格式，如： "******, "222,"32242, "342423
list *parse_csv_line(char *line)
{
    list *l = make_list(); // 連結清單初始化
    char *c, *p;
    int in = 0;
    // 周遊字元數組line
    for(c = line, p = line; *c != '\0'; ++c){
        if(*c == '"') in = !in; // 遇到 " 字元，則in=1
        else if(*c == ',' && !in){
            *c = '\0';
            list_insert(l, copy_string(p)); // 連結清單中元素的是一個字元數組，并且 包含 " 字元, 遇到','結束
            p = c+1;
        }
    }
    // 插入剩下的部分
    list_insert(l, copy_string(p));
    return l;
}

// 統計字元數組中有多少個 空格字元和','字元；
int count_fields(char *line)
{
    int count = 0;
    int done = 0;
    char *c;
    for(c = line; !done; ++c){
        done = (*c == '\0');
        if(*c == ',' || done) ++count;
    }
    return count;
}

// 解析字元數組中的float實數
float *parse_fields(char *line, int n)
{
    float *field = calloc(n, sizeof(float)); // 申請n個float存儲空間
    char *c, *p, *end;
    int count = 0;
    int done = 0;
    for(c = line, p = line; !done; ++c){
        done = (*c == '\0');
        if(*c == ',' || done){
            *c = '\0';
            field[count] = strtod(p, &end);    //strtod将字元串轉換為float類型 ，會過濾遇到的空格字元，直到遇到數字或者+/- 才開始轉換，到出現非數字或者字元串結束符'\0'結束；end,
            if(p == c) field[count] = nan(""); // 轉換數字開始位置指針p 和 工作指針c指向同一位址，表明，一開始就遇到','或者'\0',肯定不合理，使用nan函數
            // 如果轉換合理，應該end和c指向同一位置，end表示餘下未轉換的起始位置，c為目前工作位置；
            if(end != c && (end != c-1 || *end != '\r')) field[count] = nan(""); //DOS file formats! 
            p = c+1;
            ++count;
        }
    }
    return field;
}

// 對float一維數組求和
float sum_array(float *a, int n)
{
    int i;
    float sum = 0;
    for(i = 0; i < n; ++i) sum += a[i];
    return sum;
}

// 對float一維數組求均值
float mean_array(float *a, int n)
{
    return sum_array(a,n)/n;
}

// 求二維float數組，每一列的平均值，儲存在avg一維float數組中
void mean_arrays(float **a, int n, int els, float *avg)
{
    int i;
    int j;
    memset(avg, 0, els*sizeof(float));// 申請els個float存儲空間
    for(j = 0; j < n; ++j){
        for(i = 0; i < els; ++i){
            avg[i] += a[j][i]; // 計算每列元素之和，共els列
        }
    }
    for(i = 0; i < els; ++i){
        avg[i] /= n; // avg中儲存是每一列的平均值
    }
}

// 計算向量的mean和var
void print_statistics(float *a, int n)
{
    float m = mean_array(a, n);
    float v = variance_array(a, n);
    printf("MSE: %.6f, Mean: %.6f, Variance: %.6f\n", mse_array(a, n), m, v);
}

// 對float一維數組求方差
float variance_array(float *a, int n)
{
    int i;
    float sum = 0;
    float mean = mean_array(a, n); // 求平均值
    // 求方差
    for(i = 0; i < n; ++i) sum += (a[i] - mean)*(a[i]-mean); 
    float variance = sum/n; 
    return variance;
}

// 判斷整數a 與 區間整數[min, max]的關系，傳回相應的值
int constrain_int(int a, int min, int max)
{
    if (a < min) return min;
    if (a > max) return max;
    return a;
}

// 判斷小數a 與 區間小數[min, max]的關系，傳回相應的值
float constrain(float min, float max, float a)
{
    if (a < min) return min;
    if (a > max) return max;
    return a;
}

// 當sub為1的時候，其實就是計算兩個一維數組的歐式距離
float dist_array(float *a, float *b, int n, int sub)
{
    int i;
    float sum = 0;
    for(i = 0; i < n; i += sub) sum += pow(a[i]-b[i], 2);
    return sqrt(sum);
}

// 向量的模長除以N
float mse_array(float *a, int n)
{
    int i;
    float sum = 0;
    for(i = 0; i < n; ++i) sum += a[i]*a[i];
    return sqrt(sum/n);
}

// 歸一化操作，
void normalize_array(float *a, int n)
{
    int i;
    float mu = mean_array(a,n);
    float sigma = sqrt(variance_array(a,n));
    for(i = 0; i < n; ++i){
        a[i] = (a[i] - mu)/sigma;
    }
    mu = mean_array(a,n);
    sigma = sqrt(variance_array(a,n));
}

// 對向量進行平移操作，
void translate_array(float *a, int n, float s)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        a[i] += s;
    }
}

// 求向量a的模長
float mag_array(float *a, int n)
{
    int i;
    float sum = 0;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        sum += a[i]*a[i];   
    }
    return sqrt(sum);
}

// 向量的與實數的乘法
void scale_array(float *a, int n, float s)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        a[i] *= s;
    }
}

// 感覺就是從向量中采用一個數，傳回其index
int sample_array(float *a, int n)
{
    float sum = sum_array(a, n);
    scale_array(a, n, 1./sum); // 對向量進行機關化（不知道這麼叫對不對）
    float r = rand_uniform(0, 1); // 産生一個[0,1]的随機數
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        r = r - a[i];
        if (r <= 0) return i; // 找到第一個小于0的數
    }
    return n-1; 
}

// 一維int數組找最大值操作，若找到最大值，傳回index，否則，傳回-1；
int max_int_index(int *a, int n)
{
    if(n <= 0) return -1;
    int i, max_i = 0;
    int max = a[0];
    for(i = 1; i < n; ++i){
        if(a[i] > max){
            max = a[i];
            max_i = i;
        }
    }
    return max_i;
}

// 一維float數組找最大值操作，若找到最大值，傳回index，否則，傳回-1；
int max_index(float *a, int n)
{
    if(n <= 0) return -1;
    int i, max_i = 0;
    float max = a[0];
    for(i = 1; i < n; ++i){
        if(a[i] > max){
            max = a[i];
            max_i = i;
        }
    }
    return max_i;
}

// 一維數組進行查找操作，若查找指定值，傳回index，否則，傳回-1；
int int_index(int *a, int val, int n)
{
    int i;
    for(i = 0; i < n; ++i){
        if(a[i] == val) return i;
    }
    return -1;
}

// 傳回一個區間[min, max]内的一個整數
int rand_int(int min, int max)
{
    if (max < min){
        int s = min;
        min = max;
        max = s;
    }
    int r = (rand()%(max - min + 1)) + min;
    return r;
}

// From http://en.wikipedia.org/wiki/Box%E2%80%93Muller_transform
// 标準正太分布
float rand_normal()
{
    static int haveSpare = 0;
    static double rand1, rand2;

    if(haveSpare)
    {
        haveSpare = 0;
        return sqrt(rand1) * sin(rand2);
    }

    haveSpare = 1;
    // 擷取區間[0,1]内的一個随機數
    rand1 = rand() / ((double) RAND_MAX);
    // 不能太小
    if(rand1 < 1e-100) rand1 = 1e-100;
    rand1 = -2 * log(rand1);
    rand2 = (rand() / ((double) RAND_MAX)) * TWO_PI;

    return sqrt(rand1) * cos(rand2);
}

/*
   float rand_normal()
   {
   int n = 12;
   int i;
   float sum= 0;
   for(i = 0; i < n; ++i) sum += (float)rand()/RAND_MAX;
   return sum-n/2.;
   }
 */

size_t rand_size_t()
{
    return  ((size_t)(rand()&0xff) << 56) | 
        ((size_t)(rand()&0xff) << 48) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 40) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 32) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 24) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 16) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 8) |
        ((size_t)(rand()&0xff) << 0);
}

// 進行随機采樣操作，從區間[min, max]随機傳回一個實數
float rand_uniform(float min, float max)
{
    if(max < min){
        float swap = min;
        min = max;
        max = swap;
    }
    return ((float)rand()/RAND_MAX * (max - min)) + min;
}

// 随機采用的基礎上，50%的機率傳回S，50%的機率傳回1/s
float rand_scale(float s)
{
    float scale = rand_uniform(1, s);
    if(rand()%2) return scale;
    return 1./scale;
}

// 進行one_hot 編碼，根據，float數組a中的元素進行編碼
float **one_hot_encode(float *a, int n, int k)
{
    int i;
    float **t = calloc(n, sizeof(float*)); // 申請n個float * 指針存儲空間
    for(i = 0; i < n; ++i){
        t[i] = calloc(k, sizeof(float)); // 每個t中的元素為一個float 指針，指向k個float
        int index = (int)a[i]; // 丢掉小數部分
        t[i][index] = 1;  //第index 置為1
    }
    return t; 
}