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---
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#This DAI777.py uses coding: utf-8 ; 整合 Turtle Graphics 與 DAI2.py; by tsaiwn@cs.nctu.edu.tw
import time, DAN, requests, random 
import threading, sys # for using a Thread to read keyboard INPUT  

dm_name = "Ball-throw1"       ## DM (Device Model) 的名稱
odfs = ["Angle", "Height", "Speed"]   #ODF list; Output Device Features
funs = ""  # [Angle, Height, Speed ]  ## functions; 必須寫在函數出現之後 ! 所以故意先寫 ""

ServerURL = 'https://demo.iottalk.tw'    ## with SSL(https) secure connection

DAN.profile['dm_name']= dm_name   # you can change this but should also add the DM in server
DAN.profile['df_list']= odfs  # Check IoTtalk to see what IDF/ODF the DM has
DAN.profile['d_name']= "TWN_TTL."+ str( random.randint(100,999 ) ) +"_"+ DAN.profile['dm_name'] # None

Reg_addr = None  ##if None, Reg_addr = MAC address #(在 DAN.py 會這樣做, 會用 UUID 生出唯一ID )  
# Note that Reg_addr 在以下三句會被換掉! # thus the mac_addr in DAN.py is NOT used
mac_addr = "C77700D38" + str( random.randint(100,999 ) )  # put here for easy to modify :-)
## 若希望每次執行這程式都被認為同一個 Dummy_Device, 要把上列 mac_addr 寫死(或寫 None), 不要用亂數。
Reg_addr = mac_addr   ## Note that the mac_addr generated in DAN.py always be the same cause using UUID 

####### 參數改變:  Angle, Height, Speed ==＞ angle, pensize, steps  ###/////////////////
### Turtle Graphics, coding: utf-8 # 畫正方型 --  改參數然後測試看畫出啥 -- by tsaiwn@cs.nctu.edu.tw
angle, pensize, steps = (59, 3, 11) ## (59, 3, 11); (29, 3, 11); (89, 3, 11)   
## # angle: 每次旋轉角度; steps: How many steps to repeat draw? 
length = 150    ## 線段長度, 正方形的邊長 
import turtle 
pen = turtle.Turtle( )    
turtle.Screen( ).bgcolor("black")    # 畫面底色 
pen.speed(11)   ##  11 == 0 == fastest;;  1 == slowest
colors = [ "red","blue","green","orange","purple","yellow",]     # 紅藍綠 橙紫黃; Cyan = 湛藍
colorsLen = len(colors)
######### = = = = = = = = == = = = = == = = = == = = = = == = ======= ######## 
def register( ):  
    DAN.device_registration_with_retry(ServerURL, Reg_addr) 
    print("dm_name is ", DAN.profile['dm_name']) ; 
    print("Server is ", ServerURL);

## 這是原先入門手冊(五)裡面 DAI2.py 負責讀取鍵盤的 thread
# global gotInput, theInput, allDead    ## 主程式不必宣告 globel, 但寫了也 OK
gotInput = allDead = False
theInput="haha"  
def doRead( ):    ## thread 負責讀取鍵盤  
    global gotInput, theInput, allDead
    while True:  
        while gotInput:   # 老闆(主執行緒)還沒把資料拿走
           time.sleep(0.1)    # 小睡一下把 CPU 暫時讓給別人
           continue  # go back to while  
        try:     ## 準備讀取資料, 注意程式會卡在這等 User 輸入, 所以要用 Thread
           theInput = input("Give me data: ")
        except KeyboardInterrupt:   #  except Exception:
           allDead = True    ## 告訴大家說要收工囉 :-) 
           break;   # Leave while True
        if theInput =='quit' or theInput == "exit":
           allDead = True    ## 也是告訴大家說要收工囉 :-) 
        else:
           ## print("Data give to Main Thread: " + theInput, end="   , ") 
           gotInput=True   # YES, we got data 
        if allDead: break;
    return   # means break from while LOOP; # 這是 doRead( ) 最後, 不寫也 OK

import threading, sys # for using a Thread to read keyboard INPUT 
#creat a thread to do Input data from keyboard, by tsaiwn@cs.nctu.edu.tw 
threadx = threading.Thread(target=doRead)     ## Python 的 thread 就這麼簡單
threadx.daemon = True   #  表示若把我start叫起來的 thread  死了，則我必須立即自殺殉葬 !
######################################################
def sayWeGot(arg):   # 後來 arg 沒用到  (1, 2, 3 代表 angle, pensize, steps)
    global gotPull
    gotPull = True  ##讓主執行緒在叫用 checkPull( ) 時可以知道我們幫忙從 IoTtalk 那邊 PULL 到資料了。
angleNew = None   ## 網路傳來 (pull 到的)  資料先放 *New, 再由 main thread 主執行緒 拿走
pensizeNew = stepsNew = None    ## 三個都先放 None 表示沒從網路 PULL 到資料
####### 以下三個函數其實是從 IoTtalk 的 VPython DA 抄來的, 故意儘量保持原來樣貌
### 這三個函數會被 doPull( ) 在 PULL 到資料時用 funs[i](data) 叫用 (LINE 120) 
# 當 Gravity 旋鈕/滑桿 收到新值時;; ## Ball-throw1 的 ODF ["Angle", "Height", "Speed"]
def Angle(data):
    global angleNew    ## shift angle; 每畫好一回合要左轉幾度
    if data != None:
        angleNew = int( data[0] )   # [0, 360] 
        sayWeGot(1)    # 這樣我們可以判斷抓來啥新的資料

# 當 Radius 旋鈕/滑桿 收到新值時  ## 原先在 Edutalk 這是 Radius
def Height(data):
    global pensizeNew    ## 筆粗細
    if data != None:
        pensizeNew = int( data[0] )      #  建議限制 [0, 15] 
        if pensizeNew > 15: pensizeNew = 15   ## 防呆一下
        sayWeGot(2)

# 當 Speed 旋鈕/滑桿 收到新值時 ## 原先在 Edutalk 並沒有 Speed(data)
def Speed(data):
    global stepsNew    ## new repeat steps; 要 repeat 多少次 
    if data != None:
        stepsNew = int( data[0] )   # 
        sayWeGot(3)
###
funs = [Angle, Height, Speed]    ## 在函數寫完之後才可寫這; 用在 doPull( )
funs = [Angle, Height, Speed]    #
funs = [Angle, Height, Speed]    ## 寫三次也不會怎樣  :-)
############################################################################
### 以下只是故意透過  funs[i] 調用 Angles( ), Height( ), Speed( ) 
### 否則, 實際上可以直接處理 pull 到的資料改變 angleNew, pensizeNew, stepsNew
import threading, sys  #  重複 import 並不會怎樣, 也不會執行  
## 以下是負責去 PULL 網路資料的 thread (執行緒)  
allDead = False   ## 用來看是否不要做了 
def doPull( ):     ## thread 負責 PULL IoTtalk 的資料 
  global allDead    ## 其實這句不必, 因這函數內並沒去改 allDead 
  while True:
    data = None
    if allDead: break;    ## 通常是因為 doRead( ) 從鍵盤讀到了說要 quit
    for i in range(len(odfs)):     ## Ball-throw1 的 odfs[ ] 有三個
       ## print("try Pull ", odfs[i], funs[i])
       try:   
          data = DAN.pull(odfs[i])    ## odfs[ ] 裡面是 "Angle", "Height", "Speed" 
          pass   #  這裡看要不要寫些成功 PULL 資料...
       except:    ## 有錯好像也沒辦法怎樣 :-)
          pass
          print("? DAN pull error: when pulling ", odfs[i])
       # print(" got pull data = ", data) 
       if data != None:   
          if not type(data) is list: data = [data]   # 確保傳 [LIST] 過去 ! 
          funs[i](data)  # 叫用對應的函數  Angle, Height, Speed  
       time.sleep(0.125)   # 每做完一個 pull 資料, 就休息一下下 
    time.sleep(0.25)   # every for Loop (已經 pull 完 "Angle", "Height", "Speed" 一回合) 
  print("Leave while Loop in doPull()")

## thread to do Pull jobs   (執行緒)
thready = threading.Thread(target=doPull)     ## Python 的 thread 就這麼簡單
thready.daemon = True   ##  表示若把我start叫起來的 thread  死了則我必須立即自殺殉葬 !
## 主執行緒要進入 Loop 之前(接進最後處)再把 thread (執行緒) start 起來!
########=========== #  ##  === from KEYBOARD === #  ##  ====     #  ##  ====== ========
########   !!! 會被 main Thread 直接調用  !!! 別跟 doRead( ) 搞混喔 !
##  ==＞  查看 doRead( ) 有幫忙讀到資料放  theInput 裡面嗎？
## 可以輸入三個參數, 用空白隔開 或 逗號隔開 
def checkInput( ):    # 會被 main Thread 直接調用  
    global gotInput, theInput, allDead
    global angle, pensize, steps, isRunning
    checkHelp( )
    if not gotInput:
        return False  # 沒輸入
    if theInput =='quit' or theInput == "exit":
        allDead = True
        return True   
    if theInput == "go" or theInput == "GO":   ##  秘技 :-) 
       theInput = "-1 -1 " + str(steps)     ## 假裝第三個參數有變化
    xx = theInput + ", -1, -1,-1"    # 最多三個輸入值
    xx = xx.replace(" ", ",")       # 空白轉為逗號
    xx = xx.split(",")      ## 依據 逗號 切開
    xx = [x for x in xx if x!=""]    ## 去掉空字串
    xx,yy,zz, *_ = xx    ## 取出前三個 (仍為字串)
    ## print("Got from keyboard: ", xx, yy, zz)
    try:
        xx = float(xx)
        yy = float(yy)
        zz = float(zz)
    except:
        print("What? ", theInput)
        gotInput = False
        return  False   # 算沒讀到東西
    if(xx != -1): angle = int(xx)    # 這例子只需要整數
    if(yy>=0): pensize = int(yy)
    if(zz>=0): 
        steps = int(zz)  
        isRunning = True    ## 只 steps 改變才重畫
    gotInput = False    # 表示拿走了所以可再次輸入囉
    return True  # 有讀到資料

def checkHelp( ):     ## 看有沒輸入要求看 HELP 訊息 
    global gotInput, theInput, allDead
    if not gotInput: return  # 沒輸入
    if theInput == "help" or theInput == "HELP" or theInput == "?":
        print("\r\nInput 輸入 Angle, pensize, steps (空白或逗號隔開, -1 表示不變)")
        print("quit 結束, show 或直接按 ENTER 看參數, go 立即畫!", "　"*12) 
        theInput = "show"   # 偷吃步 :-) 
    if theInput == "show" or theInput == "" or theInput.startswith("-1 -1 -1") :
        print("\nServer is ", ServerURL, "　"*28) ## IoTtalk server
        print("My Name is ", DAN.profile["d_name"], "　"*33)
        print("Angle, pensize, steps = ", angle, pensize, steps)
        gotInput = False
    return

##------- checkPull( ) ------ check to see doPull( ) had PULLed data from NETWORK ------- ----------
########   !!! checkPull( ) 也是會被 main Thread 直接調用  !!! 別跟 doPull( ) 搞混了！
##  ==＞  checkPull( ) 查看 doPull( ) 有 pull 到資料嗎？
gotPull = False
angleNew = None      # 之前 doPull( ) pull 到的先放這些有 *New 的變數 (調用函數放的)
pensizeNew = None
stepsNew = None     ## 新的 steps
def checkPull( ):    ## 會被 main Thread 直接調用 
    global angle, pensize, steps   # 有寫在等號 = 左邊的才須 global
    global angleNew, pensizeNew, stepsNew  ## 所以, 這三個也要 global 喔 ! 
    global gotPull, isRunning   
    if not gotPull:
        return    # 沒網路資料過來, 立即返回
    if angleNew != None:
        angle = angleNew
        angleNew = None
        print("got IoTtalk new shift Angle = ", angle)
        if(angle==0): angle = -11   # 旋轉 0 等於畫在原處, 故意改為 -11 右璇
    if pensizeNew != None:
        pensize = pensizeNew
        pensizeNew = None
        print("got IoTtalk new Pensize = ", pensize)
        if(pensize==0): pensize = 6  # 故意
    if stepsNew != None:
        steps = stepsNew
        stepsNew = None
        print("got IoTtalk new Steps = ", steps)
        time.sleep(0.123)  ## 故意
        isRunning = True    ### 只 steps 改變才重畫
    gotPull = False    # 表示我拿走了
    setMsg( )  # message to show; 弄好要顯示的參數在 msg, msg2 之後會印成兩列
    time.sleep(0.125)  ## 故意 Delay 一下

################################################################################
pen3 = turtle.Turtle( )   ## 第三支筆用來顯示進度 (後來加入的)
pen3.width(5); pen3.speed(0); pen3.st( )     # 進度條筆粗 5
x3Orig, y3Orig = (-250, 320)   ##  進度條放在 文字的上方 
def initPen3( ):     ## pen3 用來畫進度條(progress bar)
  global x3, y3 
  p3xxx = 0; x3=x3Orig; y3=y3Orig; pen3.color("red"); 
  pen3.up( ); pen3.goto(x3-6, y3); pen3.down( )
  pen3.fd(1);  pen3.fd(2);   pen3.fd(3); turtle.update( )   #
def pgsBar( ):    ##  畫進度條(progress bar)的程式碼
    global x3, y3
    x3 += 9; pen3.color("cyan"); pen3.st( ); 
    if(x3 > 233):  ## 太右邊就換一列　
       x3 = x3Orig; y3 += 16
       pen3.up( ); pen3.goto(x3, y3); pen3.down( )
    pen3.fd(6);  pen3.color("yellow");  pen3.fd(3); 

######## //////////    myText( )  to display message msg, msg2 on the Screen
oldmsg = oldmsg2 = ""
######## ////////// 　 setMsg( ) ＋ myText( )   ////////// ######## //////////
def setMsg( ):    ## 準備好 msg, msg2
    global msg, msg2
    msg="Angle: " + str(angle)
    msg2 = "pensize=" + str(pensize)
    msg2 += "; steps " + str(steps)    

pen2 = turtle.Turtle( )     ## pen2 負責 write 文字在圖畫上方
x2Orig, y2Orig = (-250, 270)   ## 文字寫在圖的上方
def myText(x= x2Orig, y=y2Orig):    
    global oldmsg, oldmsg2    
    setMsg( )   # construct(prepare) msg, msg2  
    if msg == oldmsg and msg2==oldmsg2:
        return
    style = ('Courier', 24, 'bold')
    pen2.color(turtle.bgcolor( ) )   ## 用背景色清除以前文字  # 'black' 
    if oldmsg != "":   ## 先清除以前文字
        pen2.setposition(x, y)    
        pen2.write(oldmsg, font=style, align='left')   ## 擦掉舊的文字
        pen2.setposition(x, y-32)    
        pen2.write(oldmsg2, font=style, align='left')  
    pen2.color('pink')   # deep pink
    pen2.setposition(x, y)  
    pen2.write(msg, font=style, align='left')  
    pen2.setposition(x, y-32)  
    pen2.write(msg2, font=style, align='left')    
    pen2.hideturtle()   # pen2.ht( )
    oldmsg = msg      ## 記住舊文字, 之後才能清除
    oldmsg2 = msg2

gotInput = gotPull = False   #
###############    是否要打斷畫圖 ?    ######################
def giveup( ):
    if allDead: return True    ## 已經說要收工就不要做了 :-) 
    if gotInput:   ## 鍵盤有按下 ENTER;  或 輸入 以下這些 都不打斷畫圖
        if(theInput == ""): return False   # 只按 ENTER, 繼續畫畫 if 正在畫
        if(theInput == "show" or theInput == "?"): return False  
        if(theInput == "help" or theInput == "HELP"): return False 
        return True  # 其他輸入要打斷畫圖
    if gotPull:    # 網路送資料來; 也可再細分送啥資料, 現在偷懶一律打斷畫圖
        return True    
    return False     ## 啥都沒收到當然不打斷啊

######## ///////////////////////////////////////////////////////////////// 
# Turtle Graphics, 畫正方型 -
def rect(length):    # 畫一個正方型
  for i in range(4):
    pen.fd(length)
    pen.left(90)

def drawTurtle( ):    ## 這才是 Turtle Graphics 要畫的  ###  ###
    global angle, steps   ## 這裡要防呆可能改掉 angle, steps 這兩個
    if angle == 0: angle = 1    # 防呆 :-)
    if 1 > steps: steps = 1    # 防呆 :-)  不讓 steps 小於等於 0
    colorsThis = [ ]   ## 讓顏色順序與 steps 有關, 重新弄一個顏色組合, 也可考慮亂數亂調換
    for i in range(steps, steps+colorsLen, 1):
        colorsThis.append( colors[ i % colorsLen ] )   ## colorsThis[ ] 放顏色
    for i in range(steps):  ##  Repeat steps 次
        if giveup( ):    ## 這樣不用寫 generator 或  coroutine  
            return       ##  參看前面 giveup( ) 函數 
        pgsBar( )    ### draw progress Bar 進度條
        for c in colorsThis: 
            checkHelp( )     ## 看是否需要處理鍵盤 help, 但仍會繼續畫
            pen.color( c )  
            rect(length)    # 畫一個方型, 邊長 length
            if(angle > 0) : pen.left(angle)   # 往左旋  (其實好像不用管 angle 正負:-)
            else: pen.right(-angle)    # 往右旋; 但不可以 -1 因 -1 已經用來表示不改該參數了 
    pen.ht( )   # Hide turtle  
    if pensize > 3:     # 如果線比較粗..
        pen.width( int(pensize/2) )    # 因最後一個方型太顯眼所以...
        if(angle > 0) : pen.right(angle)   ## 回頭偷畫個灰色較細的
        else: pen.left(-angle)   # 要注意原先左旋還是右旋 !
        pen.color("gray")    ## 偷畫一個灰色的方型
        rect(length)
    return

def drawPicture( ): 
    turtle.Screen( ).clear( )
    turtle.Screen( ).bgcolor("black")
    pen.reset( )  # turtle.reset( )
    pen.st( )     # show Turtle
    pen.speed(1)   #故意先放慢速度
    pen.penup( )   #其實不必做這
    pen.setheading(0)  # head 往右邊; pen.reset( ) 已經做這了
    pen.right(60)  #  Right-Down corner
    pen.pendown( )  # 筆放下
    pen.pensize(pensize)  ##筆粗細 pen.width(pensize)
    pen.speed(10)   #  故意用 10 不要畫太快; 最快是 11 == 0 == fastest
    if(steps > 17) : pen.speed(0) # do faster if too many steps to draw; 1 最慢, 11 和 0 最快
    if(3 >= angle):  pen.speed(0) ## shift angle 太小也畫快點
    if(steps%2 == 0): pen.speed(0) ## 偶數步驟也故意畫快點
    myText( ); initPen3( );   ## 負責顯示參數文字與進度條 
    timeStart = time.time( )    
    drawTurtle( )   ## 這才是真正 Turtle Graphics 的核心工作 :-) 
    print("\r\nElasp time = {:.8f}".format( time.time( ) - timeStart) )  #印到小數點後8位就好
    print("Give me data: ", end="", flush=True)      ## 讓 CMD 視窗有輸入的提示 :-)

# start( ) function to (1)register to IoTtalk; (2) start two threads 
def startBrother( ):  
    register( )  # to IoTtalk; see LINE 33 in this DAI777.py
    time.sleep(0.1)
    threadx.start()   ## 讀取鍵盤的小弟 
    thready.start()   ## 讀取網路(Pull)的小弟 
    ## print("Thread started !")

startBrother( )    ## 註冊, 並啟動兩個 thread (執行緒) 
isRunning = True  
msg = "Turtle Graphics"   # 沒事  :-)
while True:    ## 這是 main thread 主執行緒的核心工作: 畫圖 + 查看鍵盤資料 + 查看網路資料
  try:   
    while not isRunning:
        pen.ht( )   # hide Turtle
        myText( )
        turtle.update( )
        time.sleep(0.2)   
        ggyy = checkInput( )    # 查看鍵盤輸入 
        if(allDead): break;     # 離開 while not isRunning 
        if(not ggyy):
            checkPull( )  # 沒鍵盤輸入才查看網路來信息 
        if isRunning:   # 即將離開這 while not isRunning
            oldmsg += " "    # 故意讓 它與 msg 不相同, 這樣會重新印文字  
    if(allDead): break;    ## 離開 while True
    gotInput = gotPull = False    
    drawPicture( )      ## 畫圖  Turtle Graphics
    time.sleep(0.2)  # 故意
    if(allDead): break;
    isRunning = False   
  except KeyboardInterrupt:    ## 他敲了 CTRL_C  
    allDead = True
    break;  
## turtle.exitonclick( )
try:
  DAN.deregister( )     ## 解除註冊 
  print("\n\nDeregister " + DAN.profile['d_name'] + " !!!\n",  flush=True)
except:
  pass    # 若無法解除註冊.. 也只能不鳥它囉
print("Bye bye!")