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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,我们将自定义矩阵(matrix)类型,基本类型和扩展类型均为matrix(标识矩阵)。; B, `+ E$ s: ]$ N3 o* @; }
7 u$ u# p! x2 |9 N
基本要点:) C. R1 }/ j) I) E7 s* w3 i
3 v" h$ A7 D, ]& p" h$ B (1)编写生成矩阵(matrix)的函数NewMatrix和销毁矩阵的函数DelMatrix。
% X7 B X; J8 `" F9 S5 N7 i$ _ * C' H& J& Z; f2 c* L. m9 v
(2)为自定义类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
9 ^2 U3 K) w' N" a: N! V
/ o+ ^( v+ k- L3 j (3)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。( e" y8 q$ Z9 W/ N, y
) W8 ?* K) r" M# Q0 Q
(4)为自定义类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
9 Z' a" i3 D8 G; a0 T6 ^* q 3 H3 y# }) r9 s" _* m' \
(5)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>/ W2 t; H) d- R+ W7 }
#include <iostream>
! f& z( X7 r/ _ #include <math.h>
8 [/ x) z5 ^# q* ], X. s: ?: Z #include "lu32.h"
& S2 {- L N( v' a. {\\" u$ x S+ l #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
; Q6 ]% A J7 x/ h3 m using namespace std;7 x+ V t4 R\\" G0 s+ j6 d3 n
//自定义矩阵3 ?9 T* V0 i0 F0 [/ L/ E
class myMatrix% z. @+ @# R1 [7 Y* d$ I
{
, I1 p2 r, P5 M public:' S6 M, d: O6 S# @$ l9 L/ T8 q\\" D
double *Array; //数据缓冲区3 y1 m* `. ?9 U$ G3 o
luVOID ArrayLen; //数据缓冲区长度5 O* \. ^* A1 r b& t
luVOID Dim[2]; //矩阵维数5 {$ u\\" j6 Z( x' S/ c
myMatrix(){Array=NULL; ArrayLen=0; Dim[0]=0; Dim[1]=0;}! ]7 j# H; |9 t
~myMatrix()
& K$ l: V/ [- t5 f/ { {+ O3 t# o& V, C+ e/ H
if(Array) delete[] Array;
' l! D+ V7 b\\" s& J7 ]+ K }0 U& Q% U1 m1 i
};
7 K& t9 W. m# t3 p5 _ luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
& j- ]: O$ t, e7 I' E. D 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 9 o$ {# F- G1 S4 _) b% Q
{& h5 T/ z$ o1 a/ b' ~0 }4 h4 l
wcout<<pch;
5 F# l+ z( V( V }
: U4 j( y: _\\" @6 ^/ } void _stdcall DelMatrix(void *me) //用于LockKey函数及InsertKey函数,使Lu能自动销毁myMatrix对象
* P0 {4 h. j9 d2 n1 V% [ {9 g1 K! |! Y/ G. q2 [
delete (myMatrix *)me;% f\\" n0 j- K\\" J, a4 ]! j\\" h
}- l2 y- e. q7 ~
myMatrix * _stdcall NewMatrix(luVOID m,luVOID n) //生成一个myMatrix对象3 O9 f' E- W$ j6 u4 n: Z
{
, c. f\\" q; \* Z( C; p myMatrix *pMatrix;
8 {\\" u! c4 k, C4 J9 h7 F luVOID k;
9 P2 ?: H9 [+ F8 E- H A/ ^# s/ k double *pa;
, ?% m M E+ ^/ v5 h char keyname[sizeof(luVOID)];
8 a/ v, g4 R) ?3 }- u( l void *NowKey;
^' i* ^2 K/ \ w* {) x7 H k=m*n;1 h! h0 S( I+ a6 K
pMatrix=(myMatrix *)GetBufObj(Matrix,keyname);//先尝试从缓冲区中获取一个矩阵对象1 b\\" J3 a/ }0 l5 l) u; {\\" k; h
if(pMatrix)8 d. e* c+ H) u0 _' ^; m
{
5 J' D4 Y: X( Q( @ if(pMatrix->ArrayLen!=k) //重置矩阵的大小0 d0 q. ?$ u3 o+ C5 {' i' z
{
4 b$ h2 C5 S% P( L8 h. { pa=new double[k];
C l# e* j2 d. R4 S ` if(!pa)
: g. h- |( Q! o2 j8 W2 x. f- ]2 w {
4 R9 n# C: K9 @. T DeleteKey(keyname,sizeof(luVOID),Matrix,DelMatrix,1); //将矩阵对象放回缓冲区, i3 u+ `! D9 [
return NULL;
3 f m\\" x. w4 B2 t. d8 {2 e }
4 O* `( d6 l\\" V5 C delete[] pMatrix->Array;( s& h) \- X& q6 V\\" ]9 ]+ X
pMatrix->Array=pa;0 q! y$ Y1 y# \1 q4 R; G( O
}1 I4 m9 l8 X0 G
}
: S* B( x$ O7 p+ |! N! C. d+ o else
6 h+ v: d\\" c$ D) \4 F) L8 Z {
: T5 n0 l+ U/ C8 f pMatrix=new myMatrix; //创建矩阵对象
% y' N$ b) F: q6 P* _- M, G% _# {( d if(!pMatrix) return NULL;
, i3 [: Y+ V0 M3 Z5 C {; h4 E pMatrix->Array=new double[k];9 K e' O4 B5 H- B5 _
if(!pMatrix->Array)
7 |5 P% L8 e9 t3 m( i/ J/ C: _- B {0 F6 v/ d/ p/ [' e\\" p5 ?
delete pMatrix;2 p0 u2 J4 k! n6 J: c\\" w: |; }6 D8 [. N
return NULL;) }3 s w0 r+ ^
}
$ k( E# j* c' e if(InsertKey((char *)&pMatrix,-1,Matrix,pMatrix,DelMatrix,NULL,0,NowKey)) //将矩阵对象注册到Lu
* T8 {9 d8 Q e9 ]7 q1 d {$ V9 f. o1 H' X) w7 C/ @( X/ |
delete pMatrix;; H6 H4 R- l% w+ I8 N
return NULL;1 y0 h, k* Q/ ]3 b2 l( ?+ ~
}# Y% c$ v2 W* v\\" ^+ j- i
}' }\\" j! m* s( T9 a0 ~8 f& A
pMatrix->ArrayLen=k; pMatrix->Dim[0]=m; pMatrix->Dim[1]=n;
$ t8 v\\" [9 q8 T3 W return pMatrix;8 C4 ?. m: y\\" U# }' `
}\\" z2 m( i/ C* b4 K. b7 E5 P
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数& G* T4 `) I3 I3 T+ m7 T
{2 e7 V% z\\" f; _( w% p9 j
LuData a;5 l& B1 m+ }2 L0 _& y' }
myMatrix *pMatrix1,*pMatrix2,*pMatrix3;
7 b! V! J\\" c( o; y luVOID i,j,k,m,n,u,v;
% \5 |& q5 J$ X. g3 m8 q* i* J* t1 Q double *pa,*pb,*pc;, }+ S( I. t! ]. e1 |( S
luMessage pMessage;\\" T8 L( j\\" i* [5 v. d2 E! B
wchar_t wchNum[32];9 S$ n- |5 D9 `2 U6 K+ R
char chNum[32];# N+ D2 W' a2 w
a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
+ m6 \' @3 v' K7 t+ Y8 l9 ^ switch(theOperator)1 W! X$ x+ d4 @- e% n
{
+ {% J) F. E7 ? case 2: //重载运算符*3 D\\" l$ i, P2 ~) q6 h l2 W) _
pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);
! i: ]. N a1 L/ Z3 S pMatrix2=(myMatrix *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),Matrix);
* E6 r S& S. m- T if(!pMatrix1 || !pMatrix2) break; //对象句柄无效,不是矩阵\\" E: u; u6 u9 H- p' q: x/ T' ?
if(pMatrix1->Dim[1]!=pMatrix2->Dim[0]) break; //维数不匹配
. b& P' Z8 R4 v6 Y. O. H\\" n: n pMatrix3=NewMatrix(pMatrix1->Dim[0],pMatrix2->Dim[1]); //生成新矩阵
. @* G5 N5 R B/ r0 A0 F( G# e$ y if(!pMatrix3) break;& h2 ^\\" k, y6 p1 q
pa=pMatrix1->Array; pb=pMatrix2->Array; pc=pMatrix3->Array;& V8 Z! {5 x$ q$ _% P; t
m=pMatrix1->Dim[0]; n=pMatrix1->Dim[1]; k=pMatrix2->Dim[1];* C/ {6 w. L1 j! b+ B0 ~9 e; }: n
for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
* A1 s8 `. L3 S% q1 R+ U {( N7 }: w5 C! w) D$ \2 h5 Z6 l
for(j=0; j<k; j++). q# `# \\\" P' \8 s* Q\\" L9 T
{1 h- q+ G3 t' j$ |) {
u=i*k+j; pc[u]=0.0;4 P\\" I2 t& ?& c
for (v=0; v<n; v++)0 Q) z1 s+ p5 R! X4 j8 O
{
8 ?9 ]\\" |, ~6 p8 ~0 ]6 c' [ pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
' ^: p, k- Q8 { J8 y8 C h- ` }
/ ^8 s+ p5 u) [1 C) j' h }0 Z( n* a; e5 p\\" _' @. G
}
& D: t# @( N( B# h7 Q FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
) S! P, w9 a0 l( a2 b2 t a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;
5 Q7 x' u/ X: z\\" x1 q break;
2 ?7 l' [; y9 H) }: l: @$ T case 25: //重载运算符.*
\\" s) V; r6 L: X; O9 K' n$ h5 Z pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);- T2 ~2 C7 a, T5 G
pMatrix2=(myMatrix *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),Matrix);0 X! t2 f& ]3 j W% _ R7 q4 F
if(!pMatrix1 || !pMatrix2) break; //对象句柄无效,不是矩阵( B2 V\\" e7 _% h1 S/ A
if(pMatrix1->Dim[0]!=pMatrix2->Dim[0] || pMatrix1->Dim[1]!=pMatrix2->Dim[1]) break; //维数不相同
, {% l& k- c# S+ g6 i pMatrix3=NewMatrix(pMatrix1->Dim[0],pMatrix1->Dim[1]); //生成新矩阵
1 p6 \* r9 }7 R( _( f6 R' N% f if(!pMatrix3) break;
5 R1 v( T7 ]& v\\" } for(i=0;i<pMatrix1->ArrayLen;i++) pMatrix3->Array[i]=pMatrix1->Array[i]*pMatrix2->Array[i]; //矩阵点乘2 G% @* d+ N6 S9 v; i2 ?
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象* V+ X1 M+ n# \& _; v% G\\" F
a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;
8 C, }3 i. P' y) H9 y6 g4 ? break;5 ~\\" n* ^& r# u, y' }- b
case 46: //重载函数new
# S& u' r: x, P( F5 _ if(mm<2) break;
' v8 _6 g: f; o* o U if((xx+1)->x<1 || (xx+2)->x<1 || (xx+1)->BType!=luStaData_int64 || (xx+2)->BType!=luStaData_int64) break;' h! N7 i. C x) |
pMatrix3=NewMatrix((luVOID)(xx+1)->x,(luVOID)(xx+2)->x);//生成新矩阵
1 n6 v6 B- Y8 p/ z7 g0 H if(!pMatrix3) break;
1 u: _0 h; L% Y5 p for(j=0,i=3;i<=mm;i++,j++) //赋初值1 }\\" j B9 s* t9 M; R4 j
{
. @$ K6 L+ r# X1 y* \6 S- B4 K if(j>=pMatrix3->ArrayLen) break;7 j* U0 }. p0 _& K! a0 v
if((xx+i)->BType!=luStaData_double) break; //只接受实数参数
8 k; T' t* O/ M pMatrix3->Array[j]=*(double *)&((xx+i)->x);9 z. [( F, n2 D; n s
}
& d. ~0 ^\\" |! E* e# j( E, w8 U: E% w FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象\\" P3 u- k5 d( ]
a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;4 J' W; p3 {) U: j
break;- N! A6 }# Z- y- A5 i
case 49: //重载函数o6 C5 N\\" J$ K: L* \, v$ S. E, r
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);* b\\" V7 A. p! e9 h% `9 _
if(!pMessage) break;
/ @5 f* Q\\" N$ K3 n3 b2 Q pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);
\\" {0 V! F\\" s$ A e if(!pMatrix1) break; //对象句柄无效,不是矩阵- O4 E) y3 E' X- E+ ?1 {
pa=pMatrix1->Array;
) M3 u/ C% v5 I' @9 P% R m=pMatrix1->Dim[0]; n=pMatrix1->Dim[1]; k=0;
& s- H\\" O1 I1 |2 P* k for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵& \2 M& H\\" Q; A; Z9 Y
{
7 P9 S! T( F- R9 K pMessage(L"\r\n"); k+=2;' A& W& T& \$ ], `; P' K2 a
for(j=0; j<n; j++)- S: Z# Y) M5 n k
{
# g1 h# Z7 i c. q H- j _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);. i& K! ]6 C; R! ?, a' m
for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
+ Y& z9 x+ t8 v$ Y5 m4 v wchNum[u]='\0';- v5 |+ f4 @; ~$ M8 f
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;2 t0 z/ m; H- F' o: d
}/ I+ G1 \\\" l% B0 T! l
}: c; Q2 q3 |. W$ | X
pMessage(L"\r\n"); k+=2;
( O5 F8 S; s4 Y 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
9 K7 T+ R0 Y4 P4 Q6 Z break;
9 F, R* \! O8 A' x/ i! c default:3 S( G) k* G5 T\\" x
break;
* C8 Y3 D& y4 H5 }\\" T9 l5 m; R }, N, @: m\\" ?( ?$ Y8 N
return a;6 E3 Q2 m; t3 r8 y1 g# @
}
& L# h# s; I3 D void main(void)
& u: S8 Q* R2 c4 q {: `% Z5 T. d0 @
void *hFor; //表达式句柄
1 f8 P+ n+ k6 A' w# N luINT nPara; //存放表达式的自变量个数6 N/ s' F2 f* H, f\\" J5 ?0 h
LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
4 R9 E( h# x% X$ m3 y' { luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置% B, k7 `- W& Z5 W3 l I7 R
int ErrCode; //错误代码1 j2 s& D\\" k; n
void *v;
\\" z2 S6 n1 s8 B- I' R! r5 ?; X wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3: 0.,1.,2.;3.,4.,5.]*new[matrix,3,2: 1.,2.;3.,4.;5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵乘\\" E. j, y1 s3 {' r& t1 a/ E1 P
//wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3: 0.,1.,2.;3.,4.,5.].*new[matrix,2,3: 1.,2.,3.;4.,5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵点乘9 U- a$ W9 z% B- ~# v
LuData Val;
' O* `. k; E( C1 Z {2 M if(!InitLu()) return; //初始化Lu
+ d$ J. r3 w+ N9 ^- C) ~# ] while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix--;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型( z5 a0 E; O( k' K* X7 V4 J\\" M% l
) B/ a, j% O( [+ {% ~
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
# u0 K5 y* q+ P$ L' u& ~4 w0 v7 x SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量* y* z4 J3 c# W3 f' q, o; O8 d# A
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* r0 k. ^0 p5 w5 M7 Z
wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
2 f& w4 x* G4 j2 ^3 ?4 _! X4 i8 _$ I4 V7 F\\" {
3 Y* U) c) m) L9 ]1 _3 {7 W/ Y ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
7 q4 a9 A. D0 n3 ^3 _ m# D8 A if(ErrCode)9 r9 }; M0 Z1 D5 q! l$ e
{
$ p* j7 U: T# e \7 A! ^ wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;5 a. S+ D; Y# b# a2 ?
}
# H% n$ f+ L7 ?4 V G- C& r9 C: F else. N4 ?' L$ Q2 o$ P
{- d1 t# s8 b* ?+ q/ q$ `
LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值2 I+ p2 I$ `. U* T2 d( o8 c
}
* C( O. ]4 i( _ LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用, J\\" f8 J( D0 o; l\\" u3 j* X
FreeLu(); //释放Lu
- s% ?3 I, {) r$ Q }
习题:
. B5 i& Y+ u. Z( c x0 N) t
0 @. u# R. `2 v( M (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。
- S5 W. Y: w1 U" |9 U1 [ 4 r+ {$ U) R& `! ?, ]: t; C t
(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)=
+ ?8 O- T9 G! H4 R- J\" j a=new[matrix,2,2: 1.,2.,2.,1.],4 \9 Z: x2 t9 @8 g9 D4 _
b=new[matrix,2,2: 2.,1.,1.,2.],3 i0 b( W; L$ c
c=new[matrix,2,2: 2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],* X& ]4 W S* C& q2 ^4 [5 z, m
t=clock(),' Y9 _- p* i# P6 J) y
d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},, H* z; m, 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: 1.,2.,2.,1.], b=new[matrix,2,2: 2.,1.,1.,2.], c=new[matrix,2,2: 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.
5 E2 d5 f) j7 n5 N 5. 4.+ j. g9 t7 k/ O, _3 ^( Z
time=0.797 seconds.
6 c+ c9 ]) X& E0 j0 f 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.]; E4 G8 r* z* b$ w# \
b=[2.,1.;1.,2.];% l8 ]% a! r! ^7 t1 Q
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];. F5 `% q3 l7 J0 w% A4 W
tic,
]- b/ c1 n+ O# c3 I% e( t- _ d=a*b;
J6 Y+ z( u$ [4 D) N$ q: Q2 | for i=1:1000000) L& q\" x- k: [* j
d=d*c*b;
( A U8 B4 j* I. F\" ?+ W* e1 v. F8 Z end% g, C8 z3 t& l9 D& z
d,
! Z& y' j# o. n2 F% F toc 复制代码 结果:d =- n! p1 ]9 a% A9 v
4 5# j- j c& {; W
5 4
5 |- | I- y) C( C 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。- l7 N o4 \0 }$ B
, ]2 a/ v& T* o; ^7 I4 h% o 由以上可以看出,自定义数据类型和系统内置类型有近乎相同的效率。
zan