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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
 |
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。, K! M8 d" R) F D
4 v R! p, e4 |. a' ]3 W: D2 `
基本要点:3 \* Z# |: N4 @" U
7 Y7 r- X) K1 `
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。4 G t; o& T& w) g2 r+ Z( W
& {% V4 X. [4 @7 v% v5 S (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 ?$ ~1 J& t% e& n
7 k. ^% |' M( ^6 [, c (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。5 h$ V' u. ^' F+ _' b- m! y8 Z
9 n9 X2 \! V+ e& L (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>
- / @/ [# y% W- z* N1 e0 n0 g
- #include <iostream>
- 1 }/ e9 g7 l; R2 D/ h3 r8 _6 E
- #include <math.h>
- : t1 L! c5 H4 f) j, H# O
- #include "lu32.h"0 b k2 v! } ^4 `; }) }
- 9 \. C. d8 ~$ `- x& x
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )' R' c6 H% J; i6 Z7 f
- % P7 t8 j9 i3 E
- using namespace std;
- 0 o5 `% H9 o* M- s; \, J4 E
- : X4 w2 O3 N- M
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- ; R: z- g6 c& f
- 0 l+ A1 J, O4 @/ j\\" ] d& z M9 F, Q
- 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 & s J& M7 B6 n3 v/ ~& f
- {* w0 o' ?7 q3 N( o; n) z4 \ N' ]
- wcout<<pch;5 ?. T# U. |, F' ]! {
- } e! C; V+ R, e0 A/ C; J t
- 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
- , O( p% Q* p* | p4 j# X/ D
- {6 E: }* T0 G+ R0 C
- }
- : H! x( d! U& J% l; r) c
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- . M9 O\\" y, g& }3 |9 K5 p\\" d/ H4 M! K
- {' u! S4 M! ^# Q( q0 P- T
- LuData a;& m z8 R x- m5 \\\" l& Y
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- # Y. l1 j+ ~' _. ~ o- h
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 0 {6 K\\" j; F; M: }\\" y6 _( `1 H
- double *pa,*pb,*pc;
- ' I, }1 G5 q- \: _# W' q
- luMessage pMessage;
- # H\\" p% a# W, z2 f* ?5 i$ V2 {
- wchar_t wchNum[32];
- ' o$ r. ^\\" _, W# J2 |# O
- char chNum[32];
- ) v$ B7 p5 S4 C! k: h; k
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- & k6 o+ H- a4 m% |( _( U5 ?
- switch(theOperator)
- ! j# `/ j+ k- H& h. E
- {1 u5 z5 F( t8 m# |
- case 2: //重载运算符*5 U& Y' J+ c/ r. x9 v+ N
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);5 Z; b/ q0 {\\" ]3 p\\" c6 |$ l
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 1 L2 {8 w9 V\\" ]7 T; F
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组) }( K( X/ t8 D e' e/ I
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)/ [ \$ l- y! U5 U2 _$ N/ ^7 m
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- . L! |3 r. i% R/ b' b7 E
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- . F9 [, i; p8 g
- if(!pRealArray3) break;7 E }\\" D) h- Y
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- # s0 f! A7 L2 E& Y( P% ?+ r+ {
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;- a* v: o( A2 j ^4 @/ x\\" f
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];8 t- _5 r9 e: h
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘\\" S; }& l' H1 Z/ i K* p\\" P0 l
- {
- ; q/ C; c- D. v* c- l7 g2 B/ u) B
- for(j=0; j<k; j++)& r, |1 o# f4 u7 D# r4 E
- {
- + x9 F/ o% W) f\\" d* O2 A \
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- ; C* N0 n9 ~8 r
- for (v=0; v<n; v++): H3 }( H\\" R9 z6 w/ {0 j6 U2 S
- {
- % M3 z. h\\" j8 c9 x% d! r
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- X+ v, \2 U/ g! ]8 |
- }
- $ x& i' {# H: @- E; L
- }
- 6 Z5 f; W* e# X3 H\\" P
- }
- ; q5 i- K% W9 |7 p% M
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象7 u) b6 [6 v1 v, |$ P\\" `: D/ ?- E
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 3 `; j5 p( S8 x5 w8 F/ V+ s
- break;& Q7 v% \: U6 O
- case 25: //重载运算符.*, f$ Q g$ V$ @3 t* C9 u
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);6 O. Y) P/ Q1 K( S
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);' d* j1 l, z0 \
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 7 N+ O* M7 P! a0 W
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 6 G4 R- x\\" `3 o8 } _% M
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- $ Z. t\\" g7 V5 Y& U\\" P
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- * ^/ O6 m+ g2 f$ f$ K
- if(!pRealArray3) break;/ |' \3 k3 b0 I$ P8 u
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小: y3 b1 m+ E8 U6 Z
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘3 v3 D. H2 g5 e. z* J0 ^
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象! V0 n. e1 b7 g( [5 W
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;# r3 R3 `& ]: O5 o; w5 q9 y
- break;4 \1 ^6 T# i3 v0 L! G
- case 46: //重载函数new; a$ o* x+ R7 ^ @( P
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- 9 d4 A, z5 F4 ?2 w
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型) d' M! Z2 y1 F! U( l ?
- break;% T* t U* {+ u\\" Y b5 E# F# Q: `
- case 49: //重载函数o0 [! s; ?9 a+ O\\" W
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);+ M2 a9 I; o! A/ f7 O( t
- if(!pMessage) break;, [( q( T1 Q* O
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);. ^1 R$ o: h6 b& ^: M
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- & e4 G ]. M- x m( y
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 1 _: \6 i8 N; P# ]
- pa=pRealArray1->Array;
- \\" u! N' m* h; P$ `
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- 7 g% I2 o+ X( N3 @$ [) s5 D
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 0 H7 S) [3 y2 c$ u7 r% u
- {\\" j# h8 u( I! o- ~4 b$ ]
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;& Y# W! o( w1 Y1 h# B8 O4 z
- for(j=0; j<n; j++)2 V/ ^* a8 b; c/ p! s; z% @! L
- {
- 0 s( i: x+ _6 K, d8 \
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);& R6 e3 t2 _ u# r
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- ]& W* e0 }- m3 l$ V) }
- wchNum[u]='\0';
- * Q y/ A8 i1 ~& e
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;$ o& t$ C' m+ U' c! m# _( S
- }& D ~; t, i0 a4 O. P0 |& G0 o( W/ W
- }3 m' a& U6 d& V( `6 ~8 M
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;% @$ _- M+ `; e
- 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; W7 n\\" o$ Q+ R1 m3 p
- break;& v3 O4 [' y$ w* b1 H# W
- default:
- 9 G. }( v\\" S! B. n
- break;( [; q/ |! m( t$ h% N
- }
- 2 X3 y; E+ R0 F) y
- return a;
- & F0 v0 ^ F5 g9 e# t
- }
- # @\\" x+ L! R) x% K) c ^
- void main(void)) U. G9 M8 s9 B# J) n4 f* G! u
- {
- , ~! i' q9 Z' t\\" J
- void *hFor; //表达式句柄
- 5 g @' N9 |7 e# N u1 r. B* {
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- ( A! {+ @. R4 {4 b. Q9 g7 L4 D
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针* b1 l! ~% j- r
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置0 d3 C6 e) w. @6 n v. v
- int ErrCode; //错误代码, s7 u( H2 f1 u6 p( g) G, E7 Y* K
- void *v;
- * s4 J- C; a$ D. h( u2 y
- 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
- * Z\\" ~7 |6 A3 w5 S; t
- //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
- % z' R\\" ^% z) O# x# l) o
- LuData Val;
- / z, _: m' P% N6 f; Q
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 7 T. f- D) v7 N, e6 X- Y
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 8 a# }( \7 ^6 X/ [5 g' q
- 9 x7 K1 t, Y& ^7 y) J& |0 W2 m& l
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量; O& {' o3 b% u* k% |- N\\" \6 {+ X
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量& D' o/ M1 R* x( Y$ 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
- 4 E$ } C# Y1 C1 m$ ~ C5 H1 D
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文0 m9 R: ?! e v& g a. s) d6 w
-
- , I2 o; |& o+ A+ J# o
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式9 h3 l: ^$ x\\" N
- if(ErrCode)# L, ]0 X4 F( p) j. D! N* t8 \
- {% P& J/ g\\" @8 l! t7 x
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- : k6 [- g5 R, f5 q, \' x/ Z+ S
- }
- 8 h# `% u) O7 t8 t\\" c9 d
- else! `% v' j& J& N( j# m
- {/ ]4 u7 ~7 z/ r9 k- {
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- 6 a1 \8 x5 r0 q* G0 I! c2 ~
- }5 y- N# m- W. @ X% g3 L6 S
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- ; r4 S) o, ]9 I
- FreeLu(); //释放Lu- k7 g h0 b. w) `) a! M/ u& d* o
- }
习题:0 f: c# Q% V6 A" j' ]
& h/ z9 z7 t; 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。 5 d/ u, Y; z, g) b# w) c+ A
6 U% F0 ?1 O: C0 o
(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)=
) j; m8 p; i- I4 M - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],3 N! Y# K\" E' [6 o1 q! Z
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
- K* k2 l\" {. j2 K5 n - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
# |4 B5 b2 N/ U! {3 h8 | - t=clock(),
, Z+ f U( ~) v6 o\" ?5 l - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},. y* Z* `7 H, a& x; U
- 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.
6 ]$ L: T* ?2 p8 T6 @6 M0 K - 5. 4.$ `8 J( Z, G/ d
- time=0.875 seconds.
0 T0 p0 t9 O- a2 L - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
: x2 v1 _6 X- u# J - b=[2.,1.;1.,2.];
2 O4 }' U# A X - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
+ S7 `+ B7 k& D - tic,. R( s+ I8 m6 J0 Z/ _7 c) ]
- d=a*b;/ r2 Z3 K4 C4 y; [* E3 B6 e6 q; Q
- for i=1:10000002 H: T, M* D) u/ |# u
- d=d*c*b;
9 ~/ I, w- N8 m+ V! v - end
/ Y1 } G* A; b/ ]1 m - d,
9 E, J' p3 d/ B' s( t' _7 { - toc
复制代码 结果:- d =$ ?# I/ h6 `6 }# a( n% O
- 4 5- D5 ~3 A) w6 \
- 5 4
( G. d% k, j8 V& i' z; r! T9 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。
& x9 X) d' l% y! ` |
zan
|