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TA的每日心情 难过 2012-8-27 18:22
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[LV.1]初来乍到
本例中,我们将基于系统内置实数数组创建矩阵(matrix)类型,即:基本类型为luDynData_realarray(标识实数数组),扩展类型为matrix(标识矩阵)。为了简单,我们仅处理二维实数数组即矩阵类型。
( }$ [! p9 @7 u8 I
q$ P3 P) ~: V2 H 基本要点:. Y% i/ W. v! P9 S% n
' {1 m( r- ^$ A2 ~
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
& e( e# j! I8 `$ }
& k4 w, ?" t) E. ] (2)用函数LockKey将重载函数OpMatrix注册到Lu,锁定的键的类型即为matrix,要注册为常量,以便于使用。
3 L! P; t, Q0 R1 O$ H# V' [+ T4 V* y' T0 M
: y# z0 `* S) N6 f7 Z+ N (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
( d) ]( L6 m3 f
3 d* }+ [% y6 }/ \/ h (4)用函数LockKey解锁键matrix(本例中,程序退出时会自动解锁,故可以不用)。#include <windows.h>
1 b9 J\\" {+ f: J! M# c #include <iostream>2 k% }) v V% A
#include <math.h>, T( Y/ r( D. @1 S
#include "lu32.h"( v1 t# q/ r9 L3 p D7 s
) y+ [6 ]' A! f5 T7 Z. q #pragma comment( lib, "lu32.lib" )$ N3 f: a, l8 z) \
. Q% \; Y4 {* b0 t; l
using namespace std;
\\" `6 ~* @( t9 l3 K7 O5 P( P 2 T( v% Q R2 C
luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定$ r0 y- _7 R9 P6 S! E- A/ k
1 W$ C7 P9 `1 s5 l4 K) H\\" K* \ void _stdcall LuMessage(wchar_t *pch)//输出动态库信息,该函数注册到Lu,由Lu二级函数调用
. {# o, O. q\\" h3 m0 B {
2 q8 R( I* a; [5 {) H wcout<<pch;5 t: r# D+ G% h
}
\\" B0 r: _0 H: S: G void _stdcall DelMatrix(void *me) //用于LockKey函数,因为是基于系统内置实数数组创建矩阵,故该函数什么也不做; n% W; N+ Q6 a4 |# ?' U9 J
{
* k' W0 ?3 {9 ^\\" V9 Y }
, K9 X3 @) V0 ?+ z LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数1 h- M4 r% ~! t
{$ V' b U9 J; V9 w1 o* }' s, i
LuData a;$ X; M. t. R' ^' }. [
luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
5 k: D1 p8 Q3 V4 _4 u9 ], X luVOID i,j,k,m,n,u,v;
' L }( R; v8 v$ k! m2 U1 z double *pa,*pb,*pc;
0 G6 q) T, x( C5 B1 ]9 m' Y! a luMessage pMessage;, f: ?9 A& W s1 ~% S
wchar_t wchNum[32];\\" S/ d4 V- y5 f) R) w' M\\" x
char chNum[32]; ?% l; w$ z% h& `% H _
a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
3 r7 u) H6 h3 X\\" l1 B\\" m switch(theOperator)/ z6 Y2 n4 ]7 B/ o, F\\" v9 U9 U- T
{
% Y' e% U0 m2 Q case 2: //重载运算符*+ \# w t! Q; _9 e$ e! i; G9 N
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 i/ ?7 H! s F5 R
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- E% u- N4 E3 w, t3 m, b5 ] if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组8 w* R9 M9 @( c! x8 v3 H. f
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
& [2 o8 I# ?/ f+ i9 r1 a5 z: i if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
, \, a\\" a& a1 b/ h; A* D0 O pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象% X2 r- ?7 _% ]7 c1 U3 G
if(!pRealArray3) break;% I9 R& Z5 i# c
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小% c+ `6 F7 x* Z# M' R6 G0 h K
pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
/ z3 [3 t\\" w2 P& F5 I& ~ m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];6 ^\\" `7 E) k3 T: u& p
for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘/ Q8 }' y0 y g* Y2 {% \' I
{0 j2 q) V/ e0 h2 P
for(j=0; j<k; j++)
+ U7 t5 A8 Y: d {0 {+ J( U/ ` a4 U2 S# J
u=i*k+j; pc[u]=0.0;9 E3 A4 [) k9 u: m) T, q
for (v=0; v<n; v++)
0 h4 v# y' T& }9 E* z N7 c {
' N- F5 M8 A6 J$ M) B pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
2 F6 G1 Y9 k& V4 B) G }
8 ^% X! F0 _+ Q9 f' X5 Z6 [ }
' R3 R3 _: }: E4 w5 a k }$ u; N* \4 h6 ~9 Q$ R0 g) M6 j
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象% j7 a, B. i5 {# s0 A, r
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3; b- k. m3 Z. T\\" d$ d1 l5 n. I
break;0 e\\" q/ O1 e( g# d3 D; C
case 25: //重载运算符.*1 U% O7 j7 H: a3 X
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
5 y3 W4 r\\" z+ D: V pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);, V U: W+ k0 Y/ h8 v/ p
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组% }1 e0 x: w0 u: A& }. L5 I
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)4 {! \5 V& k5 N |5 d' l7 T
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
, {# O- ^9 B& i: V4 b0 Y) c pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
! b0 W6 @0 U, X9 j- L9 ?2 v; | if(!pRealArray3) break;1 D* K' W5 k: \3 C$ K7 M
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小9 M7 A h: g1 ~; n( {6 M
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘$ K3 e3 w! R' w\\" H
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- Q9 M( t; q2 } a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- G8 ~/ x) @6 P( S1 `1 A break;
8 [! D9 A1 g% V! O: k case 46: //重载函数new
. A/ J) l- T9 {: C a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数- [$ Q) l5 m9 w% n
if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型\\" @8 d; \0 Z U! M, L
break;+ r7 J9 ~: o\\" P+ o+ W: q& e
case 49: //重载函数o8 z- [# t- ~\\" N; f, F! e7 Y\\" W- f
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
7 T& U2 B( N' X: l7 H( f' d# X7 b- | if(!pMessage) break;' c! `$ L$ O8 s5 a1 u2 M- W
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);. g6 w. p/ ]4 D\\" z; F* }# W
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
( E s9 C! j* ]( t+ r4 D+ ] if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
\\" j, o4 V! {; }0 u) p pa=pRealArray1->Array;
' u1 ~/ |\\" P/ |$ j% p1 H V p m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
: m2 \: x8 Z. h2 [! Z# C4 P, ~ for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵6 [, `$ o) w, V) f1 ?
{
8 \8 t/ a/ B7 M3 C4 v; o5 s6 W pMessage(L"\r\n"); k+=2;& j$ g% c+ j$ _$ T2 R. c2 A
for(j=0; j<n; j++)
& R S9 [* R+ W, @+ h$ y9 x {. h' z5 H: G `6 A$ m$ D$ x4 j
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- ]. n7 e+ z U. l) ]: `* M9 q for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
i0 T+ ^0 P% S wchNum[u]='\0';
9 \0 v% @( K# R! ] pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
4 V8 e9 }: y( h# f2 X5 P }
/ E+ X' H7 S& R+ [% j }+ h7 W9 T* g. M% D% k
pMessage(L"\r\n"); k+=2;
& J+ ?$ o7 J) x, b a.BType=luStaData_int64; a.VType=luStaData_int64; a.x=k; //按函数o的要求,返回输出的字符总数) K. W# F: c* T6 C0 a. ]& ~
break;7 ^! n. K, l) F. N. R2 R
default:0 {* \\\" W, c$ R- k; W! a
break;
* o B. f* |. T7 N% T6 { }
0 d6 k* ]* Q# `1 E& A* B; h; o return a;9 @3 g+ X2 {\\" D# h9 g
}- A# ]9 \6 A! m9 F6 d
void main(void)5 G$ {' [2 v1 ~4 m- u. A
{
+ b5 J+ I& c* n3 e* y a void *hFor; //表达式句柄
8 i9 I4 h# Q8 H luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
3 \- O$ _; A) z0 t& @ LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针+ c) O% h: S# ?# x( X4 h
luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
* I8 A- b9 n5 B# u0 O: l int ErrCode; //错误代码
1 n' y' }& a4 o: W- B void *v;4 V! `' B0 N# J! [, ?
wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3,data: 0.,1.,2.;3.,4.,5.]*new[matrix,3,2,data: 1.,2.;3.,4.;5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵乘
- ~: K; @$ N9 @( I5 A) Y+ I //wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3,data: 0.,1.,2.;3.,4.,5.].*new[matrix,2,3,data: 1.,2.,3.;4.,5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵点乘5 w# w# L7 j7 v8 y6 W
LuData Val;' C. j! }8 I* B$ t( d
if(!InitLu()) return; //初始化Lu
7 s0 g( ^- w\\" H: a- a9 R7 ^, q while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型7 h+ I' I0 q9 q: m
1 I5 o\\" B% e+ W- @% \# R
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
* y8 A. R$ M7 x' Y/ b SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
0 P( U& F! }1 K InsertKey("\0\0\0\0",4,luPubKey_User,LuMessage,NULL,NULL,1,v); //使Lu运行时可输出函数信息
) a( v* u\\" u% D/ j* }8 U wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
' Q+ X a6 b. \* l/ }+ Z d9 d , N% J9 [1 q# u5 W3 ~! C, P
ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
4 f2 X ?7 s, R; Q2 Q5 {- g8 [3 { if(ErrCode)
\\" o9 _) I0 k Y/ \$ i7 t/ a {- L7 R6 d7 b3 k* K
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
$ W D( g4 {4 c\\" n }
* ]. o/ L; K# p* i7 s& r7 C+ w else
- \. [4 H* I7 f8 a) f2 K( h: }6 g {
% t: G. N1 T* y) H LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值. J9 m2 K, u\\" l0 i: Y2 E5 h7 f
}9 j& u% w) F& k( x
LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
5 |3 M% M- Z/ L, d* k) p FreeLu(); //释放Lu9 j* a/ K' c0 d, X
}
习题:
# C# L) F% u+ Z) x
3 s5 G9 h% F u- Y$ y (1)自定义矩阵的加、减、左除、右除、点左除等运算,自编测试字符串代码,重新编译运行程序,观察计算结果。 * T# i; l. E; i+ F: u S
7 X* d/ v1 u/ Y/ ^1 i
(2)小矩阵乘效率测试。编译运行以下Lu字符串代码:main(:a,b,c,d,t,i)=# T* H4 v* V J( H
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
: P6 o0 k I; i$ Q- k( { b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
+ Z1 z& X8 \& T- ~. D. C- Q c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
1 M1 J$ n. ]& J+ e+ a, K t=clock(),
\" \. H0 j9 Q6 q8 \( M d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
4 ]\" n- Q2 p0 M$ ?! G o{d, "time=",[clock()-t]/1000.," seconds.\r\n"} 复制代码 C/C++中的字符串定义为:wchar_t ForStr[]=L"main(:a,b,c,d,t,i)= a=new[matrix,2,2,data:1.1,2.,2.,1.], b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.], c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.], t=clock(), d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++}, o{d, \"time=\",[clock()-t]/1000.,\" seconds.\r\n\"}";//字符串表达式 复制代码 结果:4. 5.: e! y, k$ t\" W/ t. A! y
5. 4.
3 M9 f+ Z2 n1 K4 F time=0.875 seconds.
1 J9 q: h: P5 v! a 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
. X5 W\" |+ ~. l& a& o b=[2.,1.;1.,2.];9 W( }( e0 j+ \
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];% A! X/ S P5 a8 @, H
tic,8 |+ y1 |. G& }4 q' u9 C
d=a*b;& z+ J) G$ [! u' ]9 j0 @
for i=1:1000000
X2 e* ~6 C1 `6 s7 N) Y4 O d=d*c*b; M3 r8 C L! l
end
0 ^& K- P/ s: r d,) A. l2 Y# N- t* Z' D
toc 复制代码 结果:d =$ R0 b; S3 f; [* P
4 5
( ]; B |& _5 M1 Y' g$ Z/ H1 J* K 5 43 H; I* A0 b l5 H; ^5 F+ X* W' D
Elapsed time is 2.903034 seconds. 复制代码 本例矩阵乘效率测试,Lu的速度超过了Matlab,主要在于Lu有更高的动态对象管理效率。" V8 y% T6 s2 E' M. d% ?
zan