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升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
|---|
签到天数: 1 天 [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。, q' S/ R! V L) U. j! ~9 R' {
8 l" Q$ T5 H$ n) O' s2 q; |
基本要点:: v& B# t, Q! h" W; V2 e5 F
% ^/ s- H# w; x& B( B5 S5 w' T/ V B (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
- W- E% `! k8 U) X7 S- ~
' s$ G j- t% p* m7 ?* @ (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。# `4 J" {! S4 y
8 G0 ^! {1 E- c5 C& H (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。4 N) R; d, U, g N8 t( {1 H
` e2 W* F. \" r1 x2 T
(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>
- ; [; h; \2 C6 x* K; v
- #include <iostream>: ~6 x\\" }# B d7 a; F
- #include <math.h>
- 5 c: X4 o- r+ i5 z: o' S ?9 t& K
- #include "lu32.h"
- + N4 V9 J0 ?- L- P
- 8 z& j' O9 L [1 \ ^
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- ; k4 |9 n- s' m2 r( D; t1 _
- 5 N) w/ O2 ~/ U: s
- using namespace std;
- 4 p& a, `* U$ l2 j5 S/ e7 w' r5 z6 |
- - ~\\" S) t' x\\" I! d% A ]
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 5 |+ B1 X: f8 G1 F$ n
- # w, d: n& T# Q% ]1 M0 O# H9 L: 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
- 4 H6 ~# o. u) _4 l3 o
- {
- 3 ]2 Z' R7 S6 I0 A0 ~
- wcout<<pch;
- 4 q' e+ Z\\" A9 M9 Y0 r1 V. F
- }0 }5 m4 c/ O( N8 ^5 Z5 \. A# a
- 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
- $ A! C8 F: c% a; p9 y
- {
- 0 [0 |3 |: O: W. W4 L/ i4 R
- } n. ]2 F' U$ ~! N5 q0 ~# Z
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- \\" C0 ^! M6 f' o/ N, K9 k
- {. T* }6 B8 A3 h+ c; P+ b
- LuData a;6 `) t0 m( W& U1 s+ b# A
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- . g3 C; A% K\\" k) m
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;& u9 Y! Q% \6 q! y\\" g0 u; V: ?
- double *pa,*pb,*pc;9 }6 c1 ]: ~- @$ \1 _
- luMessage pMessage;
- ! O2 [4 s8 ~2 O
- wchar_t wchNum[32];' ~- x7 y% Y- O+ e
- char chNum[32];
- ) y! t3 o- L: k' W$ m8 }) D
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- ; b+ w F# b% X\\" _( g0 [% x5 B
- switch(theOperator)
- $ E# A% e, t2 B3 j5 t
- {: v X# [5 H) ]9 ^4 U4 @\\" `% o: F
- case 2: //重载运算符*
- $ G1 H0 t6 v8 W+ E. `- v
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);: F1 U0 z: n- J+ \* `; \6 A/ ?
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);; _+ `* x: p5 r4 y+ B9 V7 m
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组\\" p* |- X& Q. R) g
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)\\" i\\" F( W! o0 v% L& c. q( b
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- ' A# q9 M5 p- J! A! \
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象 Q6 h) ]1 V( e8 F
- if(!pRealArray3) break; P* g6 o8 M7 N* V
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小* z( [\\" p: S& ]( B; h/ v\\" I
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;% W, W8 N4 Y; W2 f% W9 R/ @4 O$ H
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];( O% m R L& x5 L0 j& P
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- ; x\\" F) {/ u4 C( K! y, b8 o+ ~
- {
- - ~; T2 j$ n/ j
- for(j=0; j<k; j++)5 x J/ I3 ?. O( u& }8 m9 r/ ?! P
- {
- ' m- T& Q9 [: R2 ~
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;\\" ~6 D& y; u! }) x( w3 j
- for (v=0; v<n; v++)8 b3 E0 \( X7 O4 A
- {
- 8 E$ ]) m/ c9 I; e$ a# W! T) G
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];1 Y7 f9 k; t+ K6 a! ~
- }
- / F& { a* Q& r7 O) T0 N
- }+ I* O3 ^) Z9 _( e& [' k. x, O
- } A: {1 D1 T5 }2 P7 f8 C8 m& _; S
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象0 X! [6 D: k+ b9 {5 w# r, A2 t
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;! ~9 U9 `7 A1 }. g' C! Q
- break;
- . ?. }6 j# l( b
- case 25: //重载运算符.*6 X3 I+ |3 F9 d. }1 _8 \
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ( k- Q5 c# r7 _
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 6 y) P2 N0 `' `1 b* C1 t/ w
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- \\" b2 W( B. @9 J; `
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 1 N; A' t; U* u+ p
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同9 p% [9 X7 ^. K! A1 j- s+ O
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象0 l8 c; F* r& F' e3 ~! G' g
- if(!pRealArray3) break;
- 0 B- i\\" |' b- ^0 X
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- * j\\" Z8 v' _# J7 S3 C
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 3 o\\" k1 _- a8 | `
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象% [1 v8 t2 F7 M- [' v f' ]- M
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;4 D6 _* j( ?+ b
- break;
- / |% `% q3 ]8 f3 ]\\" F
- case 46: //重载函数new
- 0 o2 |( ^% B$ C# P# h; x/ y
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数( m- i* u& E4 C; G: s8 Z
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型2 y7 X. W- @& l/ A
- break;+ D2 m6 y ]6 V% Q8 j: D
- case 49: //重载函数o
- . @4 w2 F: f. @
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);$ a2 k# z0 _6 o; R7 P5 Y8 @# _
- if(!pMessage) break;
- 1 m; A% n( t6 f1 k* r- T2 |3 e
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- . u* |% M* s# c7 b7 w
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ' C! I5 c& Y3 q1 ~% X/ q7 |, v
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- / U4 }% a: X) K! a% T I+ t
- pa=pRealArray1->Array;
- 0 [+ Y' C+ w# m& _* O8 i, l
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- % J/ ^7 |5 ]3 j. ~7 X; @, T& I( p
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵6 |+ n) B3 Z/ ]! y0 Z
- {
- ; i2 j\\" m2 i/ |* Z8 e* l6 V
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 1 I2 _6 y9 {5 E5 E, z1 }* S9 S; A
- for(j=0; j<n; j++)
- $ s( S3 e. P! Y- Z3 i. ~
- {% o( b# [; @; ^3 z0 s+ p, `3 m
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);9 w2 \% R, m- b/ D4 q& x4 r
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}; u) r7 r- _9 D p |
- wchNum[u]='\0';
- I& N* L0 a, D* Z3 Q7 _% v# Q
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- 0 u7 h9 h& a, M/ }
- }$ u: e2 L0 M- z' v) D& L& @9 a+ j4 {
- }
- . ?2 p& \2 S- B3 D1 t/ ~2 [4 c( d
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- ; v: H) X- C; d- n. ?
- 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! j4 U4 N8 Q3 X. g8 P\\" J
- break;
- 0 z/ Q1 e8 I0 q+ C9 V) q
- default:
- : b4 a( Q6 P9 F1 S: v
- break;2 Y K* m$ M7 t' p! }\\" @
- }
- 3 k) A. G9 R$ D4 k, }) h$ Y- A4 j
- return a; i- W& x& \( M) D
- }
- ) b5 n; `4 E+ I( [8 J: h
- void main(void)) G( `, b( h* f y7 y, A4 A! u
- {1 l; J: }0 V8 N! j& P' _
- void *hFor; //表达式句柄) } _% l+ m+ F0 m
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- 2 C7 ~4 e8 v% K1 F
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针\\" c3 o( X: d. ^( u1 j
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置, [' z\\" U/ ^- ]4 |7 p1 E
- int ErrCode; //错误代码
- ; p) w, }4 k4 C/ R: }
- void *v;1 R% W0 E, Y+ {# F1 {
- 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
- 2 g: {. k/ B' O! u+ W+ [7 \
- //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
- # D8 {- j# l* T K' ]1 [
- LuData Val;
- ) x. B\\" K- E0 L3 k
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 1 l2 {+ p0 r! N* N% W
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型0 J% {! L4 D& C. S6 `
- ' ]/ z( j5 Y+ ^% v
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量9 S0 T- ?% b! k: E* ?: e! i
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量+ n0 U$ \4 @% T5 H8 b7 G
- 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
- % W! _- W4 l ~' d# p\\" A
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- 1 Z- P% f3 K8 J
- , E1 y/ Z2 _/ O2 f- {. [
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式) I) r; c o( K# M\\" A- Q: a. x5 i3 b) R$ j
- if(ErrCode)
- ! J$ D5 s3 ?\\" ]1 g0 X/ |% S
- {
- ) W9 h* h6 o1 o5 p5 A+ A( {& y
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- ) |/ B$ l+ Z5 E+ p; M' ~0 H+ ^
- }' u* z) B& ~; H) w
- else' k/ e( k3 P' e\\" x% [1 C
- {9 v8 F) |, _$ C* h m
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值, e& ], ?& j/ y5 e3 x
- }3 l+ V; a2 F0 ^+ D# l* T* H
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用3 h$ @; Z7 l$ h+ a J3 J% y
- FreeLu(); //释放Lu6 ^6 p5 k b3 ~- j E) l: b
- }
习题:- L. K: `1 O ]4 I3 f
' D* \* o" [% _3 B. t
(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。 * B. |* v+ @1 Y5 Y. M" i/ y
/ m. R7 f! a: P+ N5 P) ?/ ~/ n5 Q (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)=! N$ a) f$ x7 z; X6 l
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
\" S y* y4 B/ Y5 c - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
! P! S9 h$ z0 N - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],9 R! ~8 Z+ y( Y% X: H
- t=clock(),
, x% r+ J( G! K! b2 w - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},; w$ I3 \1 l7 ~' F) w
- 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.
' z; K6 f* a6 u - 5. 4.
& b+ Z) e! _' o# l# e - time=0.875 seconds.5 x8 u. Q& ~) i& ?\" H/ p& O6 T
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];- P+ B* i$ b( B; d0 H
- b=[2.,1.;1.,2.];1 P/ P: d8 a3 e/ X1 v0 [
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];+ [) E. J! } h! m! K6 s8 l
- tic,, t( a( q7 z, }0 ^# J) n) G
- d=a*b;3 b) l; A/ B w9 Z2 _
- for i=1:10000006 n4 H; q' |3 Y$ y& r: R
- d=d*c*b;# \. U: C2 e( j) p
- end
) ^3 |. T8 X! Z4 v$ G U - d,- i7 G5 h, A. R& M: B
- toc
复制代码 结果:- d =
, q8 {5 E/ H; _3 q - 4 5$ B3 G, h3 O+ Y) b |* Z
- 5 4' I; E, Q- a6 O1 J( ~0 x
- 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。7 o( u2 N4 q) B( s) ?3 X( v& [& \
|
zan
|