算法思想

这个算法的思想是：用元素去连接用户和音乐。不同的用户(user)对偏好的元素(factor)不同，不同的音乐(item)含有不同的元素。比如用户A喜欢带有古风、小清新、许嵩等元素的歌，那么如果一首歌带有这些元素，我们就这首歌推荐给用户。所以我们期望得到这样两个矩阵：用户-潜在因子矩阵，音乐潜在因子矩阵。

用户潜在因子矩阵P

表示用户对不同元素的偏好程度，1表示喜欢，0表示不喜欢。

音乐潜在因子矩阵Q

表示音乐含有各种因素的成分，比如音乐A含有古风的成分为0.9，含有小清新的成分为0.1，含有流行的成分为0.2，含有伤感的成分为0.4，含有许嵩的成分为0等。

利用P、Q矩阵求解用户对音乐的喜欢程度

我们可以利用用户潜在因子矩阵P和音乐潜在因子矩阵求解用户对音乐的喜欢程度，r_u,i=例如用户A对音乐A的喜欢程度=用户A对古风的偏好程度 音乐A含有古风的成分+用户A对小清新的偏好程度 音乐A含有小清新的成分+用户A对流行的偏好程度 * 音乐A含有流行的成分+…….

即：0.6 0.9+0.8 0.1+0.1 0.2+0.1 0.4+0.7 * 0=0.69

每个用户对每首歌都这样计算，就可以得到所有用户对所有歌曲的评分。预测评分矩阵r=PQ^T

由预测评分矩阵可知用户A对音乐B的评分最高，用户B对音乐C的评分最高，用户C对音乐B的评分最高。所以给用户推荐音乐B，给用户B推荐音乐C，给用户C推荐音乐B。

How to get matrix P and Q

显然音乐含有的因素是多种多样的，我们无法人为的给出精确的分类，也无法让用户给出对不同因素的偏好程度，我们方便得到的仅仅是用户的行为。这里沿用@邰原朗的量化标准：单曲循环=5, 分享=4, 收藏=3, 主动播放=2 , 听完=1, 跳过=-2 , 拉黑=-5。这样根据用户的行为就可以得到实际的评分矩阵R，如下表所示。

用户的实际评分矩阵R实际上是一个稀疏矩阵，因为用户听过的音乐仅仅是全部音乐中的一小部分。那么我们如何利用实际评分矩阵R求得潜在因子呢，这就要用到矩阵分解。我们期望求得矩阵P和Q使得
$$
R \approx PQ^T
$$
即

我们期望P和Q^T的乘积约等于实际评分矩阵R，也就是求
$$
min \sum(R_{u,i}-r_{u,i})^2
$$

即
$$
min \sum(R_{u,i}-q_i^Tp_u)^2
$$
这就矩阵分解问题转换成了求最优化的问题。这样求得的最小值，会出现数据过拟合的问题，导致结果虽然能对训练集完美的预测，但是对测试集预测的结果不好。为了防止数据过拟合的问题，采用L₂正则化的方法，即在损失函数的后面加上每个参数的平方。这样误差不仅仅取决于拟合数据的好坏，而且取决于参数值的大小。并加入惩罚因子$\lambda$，控制正则化的强度。
$$
min \sum(R_{u,i}-q_i^Tp_u)^2+ \lambda q_i^2+\lambda p_u^2
$$
为了降低算法的复杂度，采用随机梯度下降法求最小值。所谓随机梯度下降算法，优化的不是全部训练数据上的损失函数，而是在每轮迭代中随机优化某一条训练数据上的损失函数，这样每轮参数的更新速度大大加快。这里我们在每次迭代中对每个$(R_{u,i}-q_i^Tp_u)^2+ \lambda q_i^2+\lambda p_u^2$求最小值。

梯度是一个向量，每个元素为函数对一元变量的偏导数，它既有大小也有方向。梯度方向是函数值增长最快的方向，所以沿着梯度相反的方向可以较快找到函数的最小值。

损失函数$f=(R_{u,i}-q_i^Tp_u)^2+ \lambda q_i^2+\lambda p_u^2$分别对q_i和p_u求偏导如下：
$$
\begin{cases}
\frac {\partial f}{\partial q_i}=-2p_u(R_{u,i}-q_i^Tp_u)+2\lambda q_i
\\
\frac {\partial f}{\partial p_u}=-2q_i(R_{u,i}-q_i^Tp_u)+2\lambda p_u
\end{cases}
$$

对于每个评分数据$R_{u,i}$，预测评分为$q_i^Tp_u$，因此偏差定义为$e_{u,i}=R_{u,i}-q_i^Tp_u$。

为了最小化损失函数，令学习步长为$\frac {\gamma}{2}$，朝着梯度相反的方向改变$p_u$和$q_i$，所以：
$$
\begin{cases}
q_i=q_i+\gamma(e_{u,i}p_u-\lambda q_i)
\\
p_u=p_u+\gamma(e_{u,i}q_i-\lambda p_u)
\end{cases}
$$

伪代码

输入：实际评分矩阵R，学习率y，惩罚因子x，潜在因子大小f，最大循环次数max_iter。

输出：预测评分矩阵r。

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while(iter<max_iter){
    //遍历R(u,i)
    for(u=0;u<u_num;u++)
        for(i=0;i<i_num;i++){
            r(u,i)=0;
            for(f=0;f<f_num;f++){
                r(u,i)+=q(i,f)*p(u,f);
            }
            e(u,i)=R(u,i)-r(u,i);
            loss+=e(u,i)*e(u,i);
            for(f=0;f<f_num;f++){
                q(i,f)+=y(e(u,i)*p(u,f)-xq(i,f));
                p(u,f)+=y(e(u,i)*q(i,f)-xp(u,f));
                loss+=xp(u,f)*p(u,f)+xq(i,f)q(i,f);
            }
        }
}

方法(method)和函数(function)的区别

函数是独立的，与对象和类无关，需要显示的传递数据

方法与对象和类有关，依赖对象而调用，可以直接处理对象上的数据即隐式传递数据

Android中的Handler、Looper、Message

Handler、Looper、Message这三者都与Android异步消息处理线程相关。

异步消息处理线程启动后会进入一个无限的循环体，每循环一次，从其内部的消息队列中取出一个消息，然后回调相应的消息处理函数，执行完成一个消息后则继续循环，若消息队列为空，线程则会阻塞等待。

Looper负责的就是创建一个MessageQueue，然后进入一个无限循环体不断从该MessageQueue中读取消息，而消息的创建者就是一个或多个Handler。

Android HandlerThread

HandlerThread类是一个线程专门处理Handler消息，依次从Handler的队列中获取信息，逐个进行处理，保证安全，不会出现混乱引发的异常。HandlerThread继承于Thread，所以它本质是个Thread。与普通Thread的差别在于，它有个Looper成员变量。

运算符

基本的位操作符有六种：与、或、异或、取反、左移、右移。*

A+B问题

问题描述

代码实现

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public class Solution {
    /**
     * @param a: An integer
     * @param b: An integer
     * @return: The sum of a and b 
     */
    public int aplusb(int a, int b) {
        // write your code here
        int sum_without_carry,carry;
        sum_without_carry=a^b;
        carry=(a&b)<<1;
        if(carry==0)
        return sum_without_carry;
        else
        return aplusb(sum_without_carry,carry);
    }
}

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$ hexo deploy

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AudioRecord

主要是实现边录边播（AudioRecord+AudioTrack）以及对音频的实时处理（如会说话的汤姆猫、语音）

优点：语音的实时处理，可以用代码实现各种音频的封装

缺点：输出是PCM语音数据，如果保存成音频文件，是不能够被播放器播放的，所以必须先写代码实现数据编码以及压缩

使用AudioRecord类录音，并实现WAV格式封装。录音20s，输出的音频文件大概为3.5M左右

MediaRecorder

已经集成了录音、编码、压缩等，支持少量的录音音频格式，大概有.aac（API = 16） .amr .3gp

优点：大部分以及集成，直接调用相关接口即可，代码量小

缺点：无法实时处理音频；输出的音频格式不是很多，例如没有输出mp3格式文件

使用MediaRecorder类录音，输出amr格式文件。录音20s，输出的音频文件大概为33K

CameraDevice.StateCallback（）

CameraManager是一个用于检测、描述和连接相机设备的系统服务管理器。

如果要打开相机，需要先获取CameraManager，然后调用其openCamera方法打开相机。

CameraManager.openCamera(String,CameraDevice.StateCallback,Handler)中第一个参数是相机id（可以用CameraManager.getCameraIdList()获得所有可用相机的id）；第二个参数CameraDevice.StateCallback是当CameraDevice被打开时回调的StateCallback；第三个参数handler，决定了回调函数触发的线程，如果是null，则选择当前线程。

在CameraDevice.StateCallback中，要实现三个方法，分别是onOpened(CameraDevice camera)当相机被打开的时候调用，会返回一个CameraDevices对象给应用层；onDisconnected(CameraDevice camera)当相机断开连接时被调用；onError(CameraDevice camera,int error)当相机出现错误时调用。

CameraCaptureSession.StateCallback

Google采用了pipeline（管道）的概念，将Camera Device相机设备和Android Device安卓设备连接起来， Android Device通过管道发送CaptureRequest拍照请求给Camera Device，Camera Device通过管道返回CameraMetadata数据给Android Device，这一切建立在一个叫作CameraCaptureSession的会话中。

cameraCaptureSession通过CameraDevice.createCaptureSession(List,CameraCaptureSession.StateCallback,Handler)创建，第一个参数是一个List集合，封装了所有需要从该摄像头获取图片的surface，一般需要两个surface，一个提供预览，一个提供拍照。预览的surface就是相机预览区域，拍照的surface，一般用ImageReader对象来获取ImageReader是系统提供的一个类，它的创建过程已经为我们创建好了一个Surface，我们直接使用它来当作拍照Surface，当拍照成功后，我们就可以从ImageReader.OnImageAvailableListener内部类的onImageAvailable回调方法中获取到一个ImageReader对象，再调用getPlanes()获取到Plane数组，一般取第一个Plane，继续调用getBuffer()就可以获取到拍摄的照片的byte数组了；第二个参数用于监听CameraCaptureSession的创建过程，在CameraCaptureSession.StateCallback中要实现onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession ) 方法，在这个方法中会返回一个CameraCaptureSession对象，使用它来作很多的工作，比如断开session连接调用abortCaptures()、拍照调用capture()方法、开始预览调用setRepeatingRequest、停止预览调用stopRepeating()等；第三个参数代表执行callback的handler，决定了回调函数触发的线程，如果是null，则选择当前线程。

不管是预览还是拍照，都要调用CameraDdevice的createCaptureRequest(int template Type)方法创建CaptureRequest.Builder，该方法支持的参数有TEMPLATE_PREVIEW（预览）、TEMPLATE_RECORD（拍摄视频）、TEMPLATE_STILL_CAPTURE（拍照）等。通过调用CaptureRequest.Builder的build()方法得到CaptureRequest对象。CameraCaptureSession的Capture (CaptureRequest, CameraCaptureSession.CaptureCallback , Handler)一般用于拍照，CameraCaptureSession的setRepeatingRequest (CaptureRequest, CameraCaptureSession.CaptureCallback, Handler)一般用于捕获画面输出至预览界面或者录制视频。重写CameraCaptureSession.CaptureCallback中的onCaptureCompleted方法，result就是未经处理的元数据。

作者：不完美

一、下载、安装jdk（jdk中包含了jre)

1、下载jdk（下载地址 ）

点击下图中DOWNLOAD调转到下载页面

点击下图中的协议选择相应版本进行下载（这里下载的是jdk10.0.2 for windows 64)

2、安装jdk

jdk下载下来是一个.exe文件，双击这个文件，按照提示进行安装（这里按照默认路径装在了C盘）

二、配置环境变量

1、安装完成后，找到环境变量

右击”我的电脑“，点击”属性“，选择”高级系统设置“，如下图所示

点开”高级“选项卡，选择下方的”环境变量“

2、修改系统变量（JAVA_HOME、JRE_HOME、CLASSPATH、PATH）

这里jdk安装路径：C:\Program Files\Java\jdk-10.0.2

jre安装路径：C:\Program Files\Java\jre-10.0.2

JAVA_HOME： 在系统变量中如果没有JAVA_HOME则新建系统变量JAVA_HOME，变量值是jdk的安装路径，如下图所示。

JRE_HOME：在系统变量中如果没有JRE_HOME则新建系统变量JRE_HOME，变量值是jre的安装路径，如下图所示。

CLASS_PATH：在系统变量中如果没有CLASS_PATH则新建系统变量CLASS_PATH，变量值为：.;%JAVA_HOME%\lib;%JRE_HOME%\lib ，如下图所示。

PATH：编辑系统变量中的PATH，新增路径C:\Program Files\Java\jdk-10.0.2\bin和C:\Program Files\Java\jre-10.0.2\bin 。如下图所示（注意：win10需要用绝对路径，否则javac会报不是内部命令也不是外部命令）

三、输入java、java -version、javac 测试配置是否成功

如下图所示则表明配置成功。

PS： 这里将jdk和jre按照默认路径装在了C盘，试了一下装在D盘，同样的配置，Javac还是不能运行。emmm，不知道为什么….

作者：不完美

本文实现的效果是：点击一个button，调用系统相机进行拍照，并储存在picture根目录下

一、页面布局

页面布局比较简单，只有一个button，代码如下：

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:layout_marginLeft="10dp"
    android:orientation="vertical">

    <Button
        android:id="@+id/btnPhoto"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="拍照" />
</LinearLayout>

二、增加权限

在AndroidManifest.xml中增加调用相机和存储数据的权限，代码如下：

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<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/>
<uses-feature android:name="android.hardware.camera"/>
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"/>
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>

三、设置照片存储路径

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private File createImageFile() throws IOException{
      String timeStamp=new SimpleDateFormat("yyyyMMdd_HHmmss").format(new Date());
      Log.i(timeStamp,"保存路径");
      String imageFileName="JPEG_"+timeStamp+"_";
      File storageDir = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(
              Environment.DIRECTORY_PICTURES);
      File image = File.createTempFile(
              imageFileName,  /* prefix */
              ".jpg",         /* suffix */
              storageDir      /* directory */
      );

      // Save a file: path for use with ACTION_VIEW intents
      mCurrentPhotoPath = "file:" + image.getAbsolutePath();
      return image;
  }

四、启动系统相机拍照并存储

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private void dispatchTakePictureIntent() {
       //隐式intent，不指定要启动哪个活动，而是通过配置一些相关信息，如action，category等信息，然后交给系统分析并找出合适的活动去启动
       Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
       // Ensure that there's a camera activity to handle the intent
       //resolveActivity 该方法接受一个包管理器对象作为参数，通过查找该包管理器，返回能够处理该intent的activity的component对象，没有找到能处理该intent的组件则返回null
       if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {
           // Create the File where the photo should go
           File photoFile = null;
           try {
               photoFile = createImageFile();
           } catch (IOException ex) {
               // Error occurred while creating the File

           }
           // Continue only if the File was successfully created
           if (photoFile != null) {
               Uri photoUri=FileProvider.getUriForFile(this,"com.example.z.test.fileProvider",photoFile);
              // Log.d(photoUri.toString(),"保存路径");
               Log.i(photoUri.toString(),"保存路径");
              // Uri photoUri= FileProvider.getUriForFile(this,getPackageName()+".provider",photoFile);
               takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT,
                       photoUri);
               startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_TAKE_PHOTO);
           }
       }
   }

五、遇到的问题

Android 7.0禁止应用程序向外部公布file://的 URI，尝试传递 file://的 URI会触发 FileUriException。应用程序之间共享数据，应该发送 content://的 URI，且授予URI临时访问权限。解决方法配置FileProvider。

1、在AnadroidMainfest.xml中配置provider

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<provider
            android:name="android.support.v4.content.FileProvider"
            android:authorities="com.example.z.test.fileProvider"
            android:exported="false"
            android:grantUriPermissions="true"
            tools:replace="android:authorities">
            <meta-data
                android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
                android:resource="@xml/provider_paths"
                tools:replace="android:resource"/>
        </provider>

2、增加provider_paths.xml

在res文件夹下新建xml文件夹，在xml文件夹下增加provider_paths.xml，provider_paths.xml文件内容如下：

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六、代码清单

目录结构如下图所示：

1、AndroidManifest.xml

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="com.example.z.test">

    <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/>
    <uses-feature android:name="android.hardware.camera"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION"/>


    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        <provider
            android:name="android.support.v4.content.FileProvider"
            android:authorities="com.example.z.test.fileProvider"
            android:exported="false"
            android:grantUriPermissions="true"
            tools:replace="android:authorities">
            <meta-data
                android:name="android.support.FILE_PROVIDER_PATHS"
                android:resource="@xml/provider_paths"
                tools:replace="android:resource"/>
        </provider>
    </application>

</manifest>

2、MainActivity.java

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package com.example.z.test;


import android.net.Uri;
import android.os.Environment;
import android.provider.MediaStore;
import android.support.v4.content.FileProvider;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;
import  android.content.Intent;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
    private Button btnPhoto;
    static final int REQUEST_TAKE_PHOTO = 1;
    String mCurrentPhotoPath;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();
    }

    private void initView(){
        btnPhoto=findViewById(R.id.btnPhoto);
        btnPhoto.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v){
        switch (v.getId()){
            case R.id.btnPhoto:
              //Toast.makeText(MainActivity.this,"btnPhoto",Toast.LENGTH_SHORT).show();
                dispatchTakePictureIntent();
                break;
            default:
                break;
        }
    }

    private File createImageFile() throws IOException{
        String timeStamp=new SimpleDateFormat("yyyyMMdd_HHmmss").format(new Date());
        Log.i(timeStamp,"保存路径");
        String imageFileName="JPEG_"+timeStamp+"_";
        File storageDir = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(
                Environment.DIRECTORY_PICTURES);
        File image = File.createTempFile(
                imageFileName,  /* prefix */
                ".jpg",         /* suffix */
                storageDir      /* directory */
        );

        // Save a file: path for use with ACTION_VIEW intents
        mCurrentPhotoPath = "file:" + image.getAbsolutePath();
        return image;
    }


    private void dispatchTakePictureIntent() {
        //隐式intent，不指定要启动哪个活动，而是通过配置一些相关信息，如action，category等信息，然后交给系统分析并找出合适的活动去启动
        Intent takePictureIntent = new Intent(MediaStore.ACTION_IMAGE_CAPTURE);
        // Ensure that there's a camera activity to handle the intent
        //resolveActivity 该方法接受一个包管理器对象作为参数，通过查找该包管理器，返回能够处理该intent的activity的component对象，没有找到能处理该intent的组件则返回null
        if (takePictureIntent.resolveActivity(getPackageManager()) != null) {
            // Create the File where the photo should go
            File photoFile = null;
            try {
                photoFile = createImageFile();
            } catch (IOException ex) {
                // Error occurred while creating the File

            }
            // Continue only if the File was successfully created
            if (photoFile != null) {
                Uri photoUri=FileProvider.getUriForFile(this,"com.example.z.test.fileProvider",photoFile);
               // Log.d(photoUri.toString(),"保存路径");
                Log.i(photoUri.toString(),"保存路径");
               // Uri photoUri= FileProvider.getUriForFile(this,getPackageName()+".provider",photoFile);
                takePictureIntent.putExtra(MediaStore.EXTRA_OUTPUT,
                        photoUri);
                startActivityForResult(takePictureIntent, REQUEST_TAKE_PHOTO);
            }
        }
    }
}

3、activity_main.xml

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:layout_marginLeft="10dp"
    android:orientation="vertical">

    <Button
        android:id="@+id/btnPhoto"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="拍照" />
</LinearLayout>

4、provider_paths.xml

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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<paths xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <external-path name="external_files" path="."/>
</paths>