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升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
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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。) A7 U; t; f* z7 N9 P: C
% W# X2 H- a" t* K2 P! u* w
基本要点:, h. ^, Y H' \
3 A' z/ [9 {( d) p# d1 M
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
: T, s' W/ ]! d" C* r& B" C" J. @# c7 @. i% e3 K
(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。
' e" Y I3 Y: q! B" r/ J4 e1 T. q: S7 h( A2 x1 z: E
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。% D# V1 k! O2 Z) t4 ~- l
5 z$ d! u9 S/ g+ I9 V4 A/ ?4 V2 Y (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>( S6 o7 o; L- X
- #include <iostream>
- * g( C! x8 ]4 S7 ~
- #include <math.h>
- , j# I* t' L6 g! n/ P( [
- #include "lu32.h"
- \\" X. Z A; N- s\\" p
- # C2 y0 p7 B9 X* c2 p
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )% u+ `- C4 N( ^. [
- ) E7 q5 R, o\\" F
- using namespace std;
- ) ]- i# P9 @5 Y( U6 _& q: h P' M
- + n' Y% D5 l( J) J! h0 l4 {
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定3 l8 y k) l) B& p
- G: e6 t3 E7 n
- 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
- : z0 q/ Y2 K2 ?+ O
- {
- 9 n( N( U# G: e\\" x
- wcout<<pch;
- \\" G& H1 Z\\" U% Y3 ?* ]& K8 D
- }
- 6 e, L+ o+ S7 C- _- |4 p6 ^& Y
- 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0 c0 b1 X3 Z+ {; X\\" X\\" R+ Q
- {3 h5 j\\" i/ B: W1 v4 K* d( Q
- }
- 8 J9 Y3 W9 o- G/ _% i
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数: F L2 I2 w7 f. i\\" Y- x% T
- {
- d, J6 n$ A5 F. i: k3 l
- LuData a;% P! I! q! j% y. f& Z4 U
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;* e' O9 R6 T/ z; Y0 z
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;' y# q5 \8 D4 n
- double *pa,*pb,*pc;
- # I$ U% p; t: e, h8 ?
- luMessage pMessage;
- . k\\" }: H5 {: P\\" e: z; {
- wchar_t wchNum[32];
- ( s, Y7 a$ E. P8 r: m0 s Q8 m\\" A
- char chNum[32];
- . P- C, N/ R+ v
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 1 m) n+ H3 }. m* X; m# {3 e; \: X6 o
- switch(theOperator)
- , \% X9 c' a T7 v$ n, D, E6 W
- {
- - O+ a, p4 M% T% h
- case 2: //重载运算符*& \/ D: r% E) l9 @
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);% @$ K\\" s# P: [; z! q7 ] c; c4 {
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- , o1 u* n' F0 I$ E7 n& J8 S& {
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ) |& h! U! ]8 X/ i4 C% c( Q
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 6 ?+ q# z: n% K# m/ _! b* b
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配; \$ a3 L) A, p0 o6 m5 \
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象# Y& m( O1 W% a) ^
- if(!pRealArray3) break;
- + A7 p3 B; P: `2 v9 h
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小1 k: c& J. @. c4 ~* W. p% @
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- - B2 y/ u% ]7 C4 I
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- $ l. V, ]+ D0 ~) W% T3 j2 b4 C! L
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘- z* e; W$ H r e
- {- z% m8 q5 ~! ^ {
- for(j=0; j<k; j++)$ X6 m+ [. G1 l
- {
- 1 _8 o8 K. w- s* o$ _
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;6 F% C$ \\\" i: G- [9 M' ]/ L! l
- for (v=0; v<n; v++): `3 x: @8 A$ E' o
- {- i$ M9 V2 N3 \* @ d6 i7 ^
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- ; y\\" N7 I: s$ l# f; n, y, x\\" L
- }9 ?- s2 g3 N. R( K6 Z3 `
- }
- 6 X* I8 D9 d9 s( B4 f% O1 C( k\\" W
- }. s) _3 W! x# p* I
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象% k2 g! P2 S/ }- }# U) q/ g
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ' {& A+ s' t8 c4 S# v; Y# I7 @
- break;
- 4 p! b; y- ~# {: [7 J* a
- case 25: //重载运算符.*% \% D; a% U& ?; [- W) B1 R\\" Y
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);7 S; ?9 G& j+ T0 \3 H8 l6 S/ O
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- / [\\" E* n0 w, o+ M
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组 p7 [7 ? l% T+ p% R
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)+ L: L; R9 q+ q0 k- v
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同1 \; Z! P\\" Y9 x% W5 O# W
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象1 o$ i- O, U$ ~\\" Y\\" X9 B
- if(!pRealArray3) break;
- ' Y4 p: ]+ @8 n0 l# Z5 ~
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小8 ~* _8 z1 J* l/ `- R6 `, v
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘# |6 L/ z+ B6 O. i0 N
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象' H6 [) [, u/ Z1 Z0 J
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- , R6 n' Y# f8 f3 V7 ]
- break;0 x( G7 w* q2 V2 f& d6 z* G
- case 46: //重载函数new5 j+ m( J/ v! a* I
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数3 e0 s* x- P0 U- F
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- 2 ]- j1 [- X' h$ B1 i$ N0 o$ @
- break;) q; j0 T8 }\\" V& i$ a2 }
- case 49: //重载函数o
- ; n/ |1 Z. z( |5 ^( b- s
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- , `$ f! }, ]8 s
- if(!pMessage) break;
- 8 T5 s# _7 A( H\\" o( F/ j/ U
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 0 a. n. o1 y* P/ |
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组, I7 e6 D. m7 ^/ r0 M& C
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; u* N9 C: P4 I/ f7 M% n% w% Q
- pa=pRealArray1->Array;! e5 S& K7 F4 Q4 F5 P1 Z. G* m
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;2 x5 n, O! y& ^; o+ p; v6 O: l
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵$ q4 i& G: i- U2 m: L\\" G
- {/ Z# [) i' ^3 ^( W
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- # R2 N4 I. G- F\\" Y
- for(j=0; j<n; j++)
- 1 E6 H9 g6 u- ^1 B
- {7 D; M9 N9 N# y% i
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);$ @: M( M% u' n\\" x& K% r6 @
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- 4 f) \2 G6 B5 x7 O
- wchNum[u]='\0';
- 6 A, x% H! c5 R1 B/ D
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;. O* `: t: I! l\\" X4 k
- }
- , `* G! b9 k6 a: E0 K
- }2 [ D _: } }3 n# C/ Z: u8 n
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 5 B) F, h0 y# t0 ?
- 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
- ( h7 Z\\" S* E4 {
- break;
- $ D8 |\\" ~7 S/ w Q' I\\" X R
- default:$ \! O( l1 Y% {8 | _2 H
- break;
- ' v4 a3 W. a* y* `# E6 }
- }1 H/ K8 s& Y3 v& u
- return a;
- \\" ~% f/ E0 V, t- R
- }
- ; l$ P3 Q, ? T# A$ ^
- void main(void)
- 4 b2 X+ Y& k2 i( z# X L* D. G0 o/ k
- {; n9 F7 ~* e; R& c' B
- void *hFor; //表达式句柄
- $ d9 o9 m7 l v, ]7 s3 w
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数* |) h- n4 X, s) @! q5 P
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- g7 H- I4 k\\" l7 Z0 X& R! K
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- 1 }2 C& t/ |5 o# W* ~1 U) B9 k
- int ErrCode; //错误代码
- ; L% ~3 j. T. P5 Y1 l2 I$ S1 z: z
- void *v;
- , p! f0 P/ J+ u
- 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
- * Q\\" n! t' K: ^* w
- //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: E\\" c: S& s& k, N
- LuData Val;7 w# S# }/ _% k: x8 q5 P1 G$ S, Q* p
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 4 a- a! H% [% G2 {
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- ! H* O% v6 k6 E8 _
- & g9 n$ ^ I) J- _6 c
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量! ]& d0 h: m( @9 l9 B$ z g, k
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量: p- P: M; s2 ?$ K1 o! T6 j3 u
- 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
- ) ^1 x* t9 P: C5 a. X- |
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- $ |+ |3 w& C7 y, e+ Y' D
- . k\\" S1 _( N8 f: e& Z( W) f W r
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 4 s) Z- u$ v2 H& Y2 l3 @, ]
- if(ErrCode)/ Y\\" G5 k* l1 b& A8 B
- {5 n3 K\\" ?2 B* I- ~9 D( v
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- , _2 \; Z; Q2 ^3 z( ?0 j
- }
- ' O8 t+ ^ u: k% ~
- else- |, n/ m& s1 b) ~
- {+ P; l# H n% N `: U: i4 |
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- / k, y- S* J/ q
- }
- 5 M6 c\\" D) u% e; v! m
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- ! l0 N1 Y6 i/ g\\" w* @7 R, t
- FreeLu(); //释放Lu) ^\\" w a/ j3 _( U$ `
- }
习题:6 R _- o6 u+ H) p; V6 K1 |
) T: e+ T5 r2 x1 E& 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。
2 f; {$ h8 o- T/ Q8 U4 N. e- f6 }! a9 B& Z% {3 F2 r
(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 ^( F7 d) H2 j2 M
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
* [# C$ {4 m7 Z/ H$ ^, |' M& m - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],- m9 t6 ~. f: v! ^
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
+ [9 A9 _+ Z3 ~$ F* R, {# i - t=clock(),
5 Y: V8 O& X( s- j) w/ O - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
, D! V! G2 ^7 c, s$ J - 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.
3 Z1 G% F4 M( |+ n' e; x - 5. 4.# A/ e/ ?% I0 N3 z1 Y1 Q
- time=0.875 seconds.
+ p& i/ D, q7 y - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
' Z# `8 Z2 q3 ~. S+ G. n5 P8 R - b=[2.,1.;1.,2.];4 n6 u, k# P; M+ @
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];3 S/ {- Z. i( l: B! l- ~4 r
- tic,\" F6 V7 R& E5 ?& R. Q' O, L5 j
- d=a*b;0 @* [* J3 ]% a/ ]# E Z
- for i=1:1000000
: u w9 q( G0 h\" k' A; e9 b, { - d=d*c*b;' v6 |, P: ~0 T; ~
- end
* [3 e6 @4 H2 V) x7 c/ g\" k' N9 y - d,
\" h\" U# w$ [0 S5 t% H: L - toc
复制代码 结果:- d =
. Z9 ]& w/ Q1 Z; e - 4 5! z2 o7 v# F! I+ u @# y b
- 5 4
7 P/ @9 N% \/ \4 x8 L2 [& `$ z - 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 t1 \3 i% q& \% s! t |
zan
|