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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。6 A* r! ^* i- e* g2 E3 b5 S
) J! U3 n7 O: q4 Y3 g0 x* E
基本要点:
3 m4 x( O, s. }6 X% ] D
) V; T- Q2 z* N9 n. r/ G* a) @ (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。! g: M H* f! ?/ X
, `4 w. O$ o' X+ l (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。
2 N! K+ O P) Y0 S# [6 u% L# z% O* ?* K
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。; m$ `9 j) U9 e( q( O
J/ c/ N9 d# Q X1 K2 [0 K
(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>7 _ f\\" H; N9 j# B1 _, z
- #include <iostream>
- 0 r$ Z- b# G; }
- #include <math.h>
- ' {- l6 D2 |3 W
- #include "lu32.h"0 y# p5 K\\" ]2 s6 F3 p
- , F: Z4 J; }: g: C
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )* f7 t& U( h: n7 W k: z. I
- 6 G1 D# J3 [. |
- using namespace std;. @1 a h' `# w W; p+ O! }
- . U9 |% A y+ |2 V
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定# V/ ^6 h\\" b6 t% E' }
- 4 z( L1 z5 D7 Z5 M- T% f
- 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 8 ?5 i5 ^# ~2 ~0 j\\" o
- {
- 8 r% `7 R. K: c# [2 G- Z\\" O+ u
- wcout<<pch;! x+ O% f* T3 L# p\\" v8 r. a
- }* ?+ F/ w: V. Q
- 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& @& V3 ]! s. v. G3 i% |; o- s
- {6 I6 C5 T7 }( g# k/ L! c
- }
- \\" d' h% |; @, S\\" i5 F. w0 I
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- ( b; [, r* G6 |1 s' w
- {
- % v8 Q+ `7 Q1 N& Y8 a/ k
- LuData a;
- 3 D5 Y! ]; j7 r% `; w\\" c5 n
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;/ g) l& w5 M, p
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- J/ X8 j8 U N# f
- double *pa,*pb,*pc;
- 6 Y, _9 {5 x' z2 C
- luMessage pMessage;2 S) [) s+ |& @$ a
- wchar_t wchNum[32];
- 1 D7 x4 P0 x: s& V( [
- char chNum[32];
- \\" Y, ~. q5 ?8 L/ `
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;/ G3 R; [7 _' ^+ T
- switch(theOperator)% e7 q4 E1 a3 T/ s
- {
- : y8 ], |* d9 B* z r6 d
- case 2: //重载运算符*
- , B& s' ?$ ^ m7 w, x8 g
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* _6 f\\" F; P( o+ Q
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);; E! e\\" a2 C: E+ t
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- $ C- f8 W$ O- Z+ U+ {3 z
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)9 N6 O. B; S! D- e
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配3 c; |& O8 ^: _8 R. J2 {1 q
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- - k% F( y }) ?& Q
- if(!pRealArray3) break;
- 1 t5 h d5 g1 i
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小! P& O% I1 m; E- d5 F2 w& F
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;1 K2 R: @6 ~# i1 k0 K( Z
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];0 g' u9 I0 _7 C# R8 p
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- 7 g( u- c1 k! J& y( Q
- {9 E/ I' F\\" }# A7 V Y
- for(j=0; j<k; j++)
- 7 G9 P; K- ?* c! ]' k
- {
- - ^5 r. p\\" d9 ~6 p
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;# w& a* H+ [' e$ ^8 n! `. Y
- for (v=0; v<n; v++)6 e7 U: o9 z% {: H: y
- {- e* i+ D. m7 M
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];. t! L; e\\" w G
- }* d6 M d3 d* f7 ^' V4 a
- }6 }1 `7 E) j0 `' g
- }8 v% E8 I) H. C8 x0 h h3 R
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 2 ], K# L7 F) R\\" T) E5 N- [6 q9 Y
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- . j9 A$ a8 E2 F$ ]# D
- break;
- # Y2 B$ y3 s9 @- P
- case 25: //重载运算符.*
- ; K# E3 M- a0 f& o; w
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 h, t: X/ I\\" V# W/ U
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);4 O; o! I) F* c\\" W# I
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组& M6 j q, X6 n
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 2 D. d* ^- r6 w. b6 G9 G
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- ! `& {/ N. D. n
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- \\" U5 d8 o. ]2 g5 O2 J. q; g
- if(!pRealArray3) break;
- $ \4 S! [& x4 c
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- . v1 h2 p$ }, @2 t t ^& J
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘 R' t! c) n2 ?4 f6 Z
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象- s% S4 O& H `) _
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;6 J% Q\\" F; J' x) r7 N0 ]' ~
- break;
- 5 c4 F/ M/ x$ g N7 X2 ^
- case 46: //重载函数new
- . ]/ W `( B5 W/ g* N. Q
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- , D* o( `) `0 ?: V8 v8 T
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型7 d2 l! H# t+ s$ ^4 C( g$ _) Q) E
- break;
- 3 f\\" w/ ` u! Y9 E7 L( a* C! z
- case 49: //重载函数o
- 4 p$ A3 H6 g2 W\\" i\\" X* W0 k5 m: ^) b
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 0 X9 y3 B, D* x7 x& ^
- if(!pMessage) break;\\" j; O- v+ k2 r9 O
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);# C I8 x! N) e+ v; ~
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组- y8 U2 `/ f5 N\\" e! W* w
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- $ l, n. w; M; O+ z. N. j7 c* \
- pa=pRealArray1->Array;
- * L' }5 g( v* ?+ f! P; b
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;4 v\\" {1 X& K/ _! k
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵0 H9 A E5 U: w, r
- {5 p b: k& [: q$ M
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 0 ?) r6 ^. k+ T. _% i5 V
- for(j=0; j<n; j++). q; q1 u. x7 G
- {) m/ J\\" v2 J K2 Q( e9 r, t# M1 G- V
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- ) N7 r# ^; K! ^* ~. k. K/ g
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- \\" ]$ u# W, F' @\\" } x6 S1 R: i' I
- wchNum[u]='\0';
- 2 }: T* y' o6 r
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;$ R! D' s7 C/ w9 ~! X X& b
- }
- ! G7 H\\" F. Q8 I+ I5 G2 a' _
- }1 m# ~/ H+ H- A9 ~( T8 A& Z
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- , B9 F0 K. W\\" L- b& h% C9 C1 X0 k
- 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 M' G8 s% R! |5 _! P0 Y( P/ x
- break;* s# j4 Q' |) y2 z0 C7 X2 R; M
- default:\\" L. {2 h- q+ k3 M: Y7 ?8 E6 r
- break;
- 9 `! p6 L' m# r5 h. C
- }
- : E& f9 x G8 T) R4 z L
- return a;* n) n* u$ R\\" D9 [9 T5 h\\" n0 l
- }
- 3 c& o; w# Y6 K# _) B
- void main(void): V! J, G: ?3 M# N7 u. k. p
- {9 N# r0 N& A# y\\" V7 ~5 R
- void *hFor; //表达式句柄( p, i9 [\\" S; Z2 f
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数8 t5 S0 d9 {0 T\\" l1 e, N+ H. T
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- ; z* @7 @0 Z4 {0 M0 i
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置) W$ L P a5 H6 K# V: X2 N
- int ErrCode; //错误代码
- ) r' E. A; w, e- N# t
- void *v;: u$ Z/ d0 O3 g0 q2 l
- 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0 r$ C8 X8 ^% G# 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6 [: _0 v+ L0 A
- LuData Val;
- . X5 P' s& u9 }9 L+ J3 o6 |
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu7 s0 a* C- p4 ]9 o
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- ) X: {3 L/ j; I3 A7 ~. K, X. O
- : x, Z, G' K5 X, a\\" q9 d2 D* y
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- U9 ?0 |8 d& D$ _* \* l$ F1 P3 d
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 6 ]; s1 B6 F3 N
- 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
- 6 r8 f# r\\" y1 b ?- I; z
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文1 h3 o, j! h8 ?& p
-
- ! S& c( l/ R( u* f! P8 g' w N
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式0 N, a0 _1 z\\" |5 K; Q\\" H& b# Z
- if(ErrCode)
- \\" g7 {) p. ~+ G
- {
- 7 E x2 g$ E& U' S8 |: d. B6 a/ ^
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- * H# u0 c3 p; a& h! |0 D
- }
- * _8 d- F. t, q& W
- else8 m* P9 }+ C# C* ~, U2 D4 A
- {
- * K/ D$ E, \3 W% U8 P0 @, Y
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- 5 U8 O6 t, z. j9 I
- }
- 1 O, t/ N+ D% s+ M
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用/ ?' T8 S' y6 N) H
- FreeLu(); //释放Lu
- ( o& g# ^9 d& R6 c/ }- D; A
- }
习题:
$ r0 H" X' p5 S% H$ p
. n& B- d+ ?' N (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。
( j) p, g, V( E* s0 ^- X
4 j1 F6 i. P, I8 Y- ^" f1 _ (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 N# I; O. u$ d5 H\" X0 G
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],9 f5 X* U, g; V% E$ J\" E
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
* d1 Z$ e2 ? ^3 i- G - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],# m! s. a2 @5 G* l) v
- t=clock(),& j& c! o3 \' y a* a. N$ Z
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},: |* K! o$ 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. 5.1 X: @6 Z5 C4 z P( x$ G
- 5. 4.
0 D$ K, }+ @) y. _ - time=0.875 seconds.
# @! @7 u- o( E; i3 V - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
/ ~/ H. |6 @\" g- C, t - b=[2.,1.;1.,2.];3 u2 G% `( n( B* \# R7 Z9 H
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];3 n8 l& W& S @9 W# \9 x
- tic,
( ]\" L- W/ j3 y\" G - d=a*b;
( _) O: V# ^, f - for i=1:1000000\" w5 k. ~- W. e& N w3 C+ r, a
- d=d*c*b;4 M, k0 L& L9 N8 E* ~7 A: f+ R
- end- C7 W& N8 v2 R; K# m; ^. L) i9 Y
- d,7 N+ R8 S' m, a0 j
- toc
复制代码 结果:- d =0 O1 ^0 r8 A X. |2 l5 W; R3 y9 p* H
- 4 5
8 l) R L u/ r) g1 X+ { - 5 4
: d/ X4 b9 r8 C% y6 j1 Z+ h - 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。1 J$ l5 v1 N( T% f- H
|
zan
|