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升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
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签到天数: 1 天 [LV.1]初来乍到
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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。' v3 U' J$ P+ C' P* A) Q8 b: t5 t
# b! y- f) ?, @
基本要点:
% b; I# z5 o4 n# s7 r: m+ e& A1 `8 V/ u) P8 B7 a% y3 u
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。, O- f2 B* X- y8 @( i& g
; M7 l/ t; f& Y0 G" V# S# q (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。% m. i9 o& v! h2 @
# }4 _. s/ s0 D
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
( N9 w/ J" r* z2 W! g; ~5 }
. z* g0 l4 q7 I (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>! _3 f4 F6 i8 N4 e5 J8 D
- #include <iostream>& ^6 s\\" K* q! f$ Y. l8 s! Y. d
- #include <math.h>: D% ~ p+ I( i% J' E0 |
- #include "lu32.h"+ b\\" M% p9 I\\" ?* M5 ]4 K0 \
- 2 b+ r S+ k9 [) j
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )- t7 i0 J8 U6 y2 w( m
- 3 k/ o4 M+ T ~! M7 L, c- r0 m
- using namespace std;% U$ g) Z! k/ o& ]# m) v5 `: V
- 3 A b5 W% N/ ^- b8 {$ e) W! d) z
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定. ^* ~- r4 b& k
- , ?3 `/ c$ Z3 w0 ~
- 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 0 O) q% k* L$ ~2 \
- {
- : L) x' E) f1 U
- wcout<<pch;$ h+ |1 t$ L9 N9 x8 ^2 x
- }: H5 g1 w! [1 s& U' c) |2 o+ b
- 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
- \\" J\\" F6 n$ x6 \2 a6 j
- {
- , D) ?1 c' a0 O: k; ]4 L# e0 i
- }
- # G- K. S* c- F- L' f\\" K% d
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数! _8 y) N, W2 ?) X* ?* A q
- {
- ! w! r6 V\\" ~) O9 _+ |; c2 [
- LuData a;
- 6 o# a) v% w) v, P- `' u- ^ p
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;\\" a* Z; r5 x9 W# I6 d' ]2 o7 u
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;- v; Y7 c- x. T) N
- double *pa,*pb,*pc;+ e f2 {$ ^+ x6 M( J8 [
- luMessage pMessage;* g) D$ c+ t& T# H
- wchar_t wchNum[32];
- : W$ Q( B$ [7 x% @6 N
- char chNum[32];
- 7 P9 r, y, Z' ^\\" Q+ s- y; a
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;, [3 g% _( f& _1 M1 G; E
- switch(theOperator)
- $ G' _/ Q/ |- ~* l1 r' M
- {
- ( a% j0 P. H+ H, a6 @+ v
- case 2: //重载运算符*
- 4 [. f4 l5 C- [3 K
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);1 {# z0 C& S% `
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);\\" R; w7 W6 F+ N0 g. N
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- / K6 ^\\" s7 F* Y( b* c8 g) T
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 6 w j' h, S0 e3 u3 z
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- & P7 ~+ T1 ~9 x% ]) c+ E( S
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象+ u6 c. j9 |7 s\\" k' ~0 _9 q
- if(!pRealArray3) break;
- : J+ g9 W7 z$ H1 L8 K. U2 S+ e, U, D
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- . W0 ^$ x7 P) o: K
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;/ N1 F @6 ^7 V
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- \\" `( Z1 ^) q0 c5 \- t
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘( u0 n5 N R; L7 k( q3 P
- {
- - Z$ Z4 p! U2 W' S$ j
- for(j=0; j<k; j++)
- \\" [, b {. O/ Y& u
- {, _ X/ z( f+ a1 A
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 3 d' ?9 T1 G. g) N5 T! Q+ f7 P
- for (v=0; v<n; v++)4 ?2 O0 k* C5 k, {- s. ~
- {- F; T$ d2 C% [2 O/ v2 @2 E& p+ C
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- , D b% R0 o; ]: D6 \/ J
- }1 O% r! j+ ~ S! u6 [: I
- }7 |( ~$ I0 r) T
- }
- & I7 B) A+ k, O* d
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 5 ^& f7 w6 {6 S/ p$ P
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3; x; K- J( h5 G8 g$ W7 x
- break;. V) j6 W3 V4 d8 D1 g
- case 25: //重载运算符.*
- / ]4 ^$ [' O' N
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ( J8 l- O6 A\\" {8 n; ^9 y, r# a$ f1 S
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 8 a( p3 e0 [2 t( ^( K
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组1 _# H& W$ ~/ N0 c6 J
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)4 h: Z1 C+ s, ~9 P5 \8 K* T
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- ) |5 A* R) g' r
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- & y5 Q6 d4 W. F8 J1 _4 _9 G& R5 k
- if(!pRealArray3) break;
- ! F+ U( P+ ]8 `. P* t# L% R6 A- `; w/ `
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 4 K6 A& L5 h- ]2 Z+ z
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- $ Z\\" r; B* N5 ?5 O9 U
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象. q\\" L1 X5 t5 `3 g6 L
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- - s$ F& K+ N/ T# `5 E. p1 H% o; C3 w* h
- break;
- % Y( d5 c0 r3 G) _: c' I1 X\\" ?9 J
- case 46: //重载函数new+ \% C2 l& k7 r. Q
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- . b' }! X: D* c- L9 |6 B' m
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- & C! _% T4 i! S4 }6 v: h
- break;9 e ~) Y7 C( m4 n! e1 G
- case 49: //重载函数o4 |' l, u% V! i5 h
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 2 A8 U6 D- h- G! v# f/ U, o1 L
- if(!pMessage) break;/ P8 y8 w: J: c. G! l
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ' i$ [ }) G# |7 H! _+ S6 U
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- . d5 o) Q/ L% i8 B$ g* Q( F h1 N
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- % {\\" m9 w4 T6 G- Q0 C. h\\" d. |
- pa=pRealArray1->Array;
- 5 o1 X5 K# P. U4 v$ e- z+ b\\" U\\" m
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- \\" I7 F8 e' ?% \' q) b$ B
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- \\" w/ |- o0 K\\" m( N\\" G: _6 e
- {\\" b+ o; U1 s- {( ~7 U4 L
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;, F1 i i2 T$ E4 g; z
- for(j=0; j<n; j++)1 }% M T* O1 T7 g
- {
- * t: ]% r3 p& G6 s l. [- b
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 2 Q2 d* l+ T. H1 j5 w0 M' g9 D
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- 8 B$ E) o7 ]( b
- wchNum[u]='\0';
- 3 S8 }0 V* S, X2 [: Q
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- % T+ E2 ?9 x3 g+ d5 F/ E
- }) `7 u; t+ S9 K/ y
- }
- 7 n8 S X4 g( G
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;# |\\" e) @2 z( Q8 u$ L; ?
- 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
- ) s! l; g( y1 w$ F
- break;
- \\" [5 c1 ~1 ^0 Y* J/ ~. |\\" {6 S7 k* F
- default:3 _; J9 E4 X% G0 l) @
- break;) M; J9 y+ ~: t
- }1 C C! k1 J3 I8 e- W/ |
- return a;
- 2 C( s$ t4 |. r1 X\\" q2 p3 Q
- }3 h- [\\" v1 ?4 y1 c\\" o
- void main(void)
- $ V' S* f+ Z! p+ j4 q6 E
- {
- 3 u8 r( h6 R6 ]- @) F3 q/ e
- void *hFor; //表达式句柄: r# C @. }0 v0 z# C
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- $ ^. E0 a. X h) U( @
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针% F; q4 }/ {! _& ]+ Q! A
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置4 \- U1 {. K6 W+ m8 b- A6 O7 I
- int ErrCode; //错误代码
- , C. c* R b5 Z7 R4 I
- void *v; Q) Z6 |2 V3 V- u, G! |: R
- 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
- ; u ^) c$ q8 W8 F( a; u2 |% M
- //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
- $ Q3 |- L' G5 Z
- LuData Val;
- + x4 Q0 x3 n# R' r
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- ( k4 X- }6 i5 p7 Q9 p( A3 G# ^2 P
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型! A0 ^; n0 y& `' A( T; r4 E' i+ ]) n
- / L5 E+ O4 X, x6 {\\" n; O8 G
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量2 Q! j) m- R( u4 I r
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量( e1 G+ x# N. Y) ]
- 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5 g: z( N$ K0 x) G9 X
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- - b5 T! s- c7 S5 m ~. Z
-
- & e: [: ~. y9 e( G* d# z/ e4 ~
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式6 r$ ~9 O\\" ?5 g5 _0 p# e
- if(ErrCode)
- ! o; i/ ]- v2 J# H6 t
- {
- # ^+ n' i1 b1 i\\" C
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;& @8 z. E- c* t1 @% i
- }& G8 i& X7 y% C! v( `/ y
- else
- / e2 s8 y0 d6 O
- {8 U3 N( w2 ~5 q8 ^) U# q6 z! M
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- . |* ?5 h4 i+ v
- }) @8 X! n& T; [+ l
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用\\" T% H3 w/ D5 Q! r# ~1 \, m\\" X
- FreeLu(); //释放Lu# I u% D. w8 c\\" r
- }
习题:
4 ?. M: x& C; W; J6 j& e7 J
1 K9 A9 U: x5 B4 ~+ i (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。 4 W; J( X. R2 G* A0 p8 ]
+ ~0 T4 `9 b$ T }: g9 }) |
(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)=7 f\" e _. {+ ~4 z! f
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],' x1 E/ b+ ]2 L, x: W6 @
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
1 H, O- [ \! a- u1 l& X) T - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
: i# k S! U3 q6 B, C - t=clock(),) e& q7 b* j. [* p* e n( n
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
X# B; e0 H+ ]5 V - 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.
& }: ~; b0 A\" _3 M( c* P& A* p - 5. 4.$ U+ k) R0 f$ p/ q: }, \5 O0 }
- time=0.875 seconds.
X8 N8 b/ j2 Z. \ - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];0 a6 |% E7 H$ \# L& e
- b=[2.,1.;1.,2.];& `9 q2 \\" q! e: |6 Y% `
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];& ]/ {' r* r$ w+ N3 S( i$ S
- tic,
P2 D$ A: V6 m$ M. J - d=a*b;
% k w$ @8 b/ V1 X- ^( s k. N Q% i) v - for i=1:1000000
, @3 t; m2 X- M( z - d=d*c*b;
9 h( O. O- B; a - end
! D6 i5 ?2 E! M8 c& n$ y- @2 s# \ - d,- f4 q' `8 H\" }\" a( w( n! \5 y `
- toc
复制代码 结果:- d =! C\" ^\" Y5 P4 r
- 4 5
3 Q) d8 p, Q6 X, ?4 n - 5 4
& E0 P1 C: j, a9 U - 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。
$ S7 H" w- ?, A7 R. ]1 \) ? |
zan
|