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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。
- B! J/ O0 K/ f$ P: U9 u
- u# c) Q; h$ X/ S/ I: A j 基本要点:
$ G1 D- g6 z7 O/ }- m8 {! z5 o
& y7 G0 J5 [/ K- {; Z! D (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
) [' r; Q* V% j- q: S/ u8 t; F
/ J2 l+ @. A1 L4 r (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。% T2 k' d5 ]: x) _* J# G: K+ \
) Q( l' ~' G9 P- N* }6 @1 Y
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。, K2 ]1 k8 |: @8 t' t7 J7 b
* G! \6 F. ?7 H ?. d
(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>( B6 C' i1 d0 U1 Z( Z
- #include <iostream>( P$ \% u. d6 [1 S\\" ~) U
- #include <math.h>( G1 l( i5 k& I\\" d( J
- #include "lu32.h"
- ( w) g& x B2 _+ V/ `
- ' [2 o! u/ p6 |
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- ; n- m: ^: |$ @' ~
- 8 {\\" r0 B0 P1 x& [- k
- using namespace std;
- ( {+ E$ I1 X$ G0 M( N& g
- + _0 d& u( d! Y0 S2 t
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 4 v' u6 F5 D( K/ {2 g* c( s
- 8 n4 ^\\" V/ j0 ~2 Z, q( Z# \
- 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
- . J X( l9 b; T' _# h: V- h
- {
- % ]( N- N. A: x% u
- wcout<<pch;
- 6 M p) V! X6 \$ D7 |# Z2 n d! j
- }6 f\\" A! T# X6 S. g3 R, s7 f+ n
- 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- |7 j8 t9 T7 \; t. i% [
- {
- 9 s( ]0 b# w8 m$ ^0 E
- }
- 1 M T; x s# ^
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数0 n- n' C. E5 |! G h4 O3 v
- {* k4 C; v! L6 M\\" o- S6 O
- LuData a;0 f! X4 Y8 w' j% |
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;5 Z\\" j6 @: a/ E2 P* T6 o
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;% f' O. [, F- X- n9 V
- double *pa,*pb,*pc;
- 7 P) P7 I$ W7 d
- luMessage pMessage;( {0 X6 M\\" h1 `7 _
- wchar_t wchNum[32];
- 5 Y2 F0 ?4 R* a( X
- char chNum[32];
- - Z& Z! M4 X- P1 I
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;) Y9 Z, F- v8 @: @/ z7 o
- switch(theOperator)
- , R7 z% K\\" e* ]6 X
- {- e8 T8 Q3 o# ?
- case 2: //重载运算符*; M, H8 u* ^+ k0 n
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);1 h- {\\" I* A ^\\" E
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- C( M* |, W8 r# F3 M
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 8 _) R0 ]* t- E/ @0 F g1 c0 i% ]
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 3 ^: U! e. T- f `% ]8 {
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配1 c! O, o! {* {$ a' C- O
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象5 j( X! b5 I: x
- if(!pRealArray3) break;) y# p2 v3 E% B- O
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小9 \, v% E& ?6 E! [ e( ~* {0 l! ^
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- $ ?! h\\" V: C i
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];2 H/ y |* `1 } w) i, f( p* x
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- 4 V, ^4 \3 C2 c; @& r0 W
- {% s6 X: ^- s& }' s- Z7 X/ U
- for(j=0; j<k; j++)5 O* Y* F% g) y7 d. Q8 [7 L6 F
- {
- ' Z Z# z! M. X- D8 a
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;7 y\\" F4 w& l }$ d+ u/ X
- for (v=0; v<n; v++)0 x$ f7 |: z' f6 f& b4 J. P
- {2 S* c! G1 m6 D- H
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];& w! T5 m; N5 M; F9 G9 b: v! I5 E
- }' z: O% T1 `4 }' }4 t6 |0 e
- }
- 3 s0 I\\" f6 C( B' m( m
- }
- 4 w( I9 v' Y) o/ ^
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- & |! Z8 N' k' o+ p2 ]2 s! V
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 7 I- M' q- S6 e; U, x. W
- break;
- / A1 _* L1 _7 W
- case 25: //重载运算符.*
- . w Y; ?% l% o
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);: g, i- f* w2 ~/ |/ y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 9 d6 b. E. a& ~% p z
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组! k' l3 [; l S! ]
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)7 {) V. p7 \4 W1 h4 M- k. }
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- - J& T# h: T$ O. Z$ x2 D
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象% W1 `$ L) A' o' R7 }
- if(!pRealArray3) break;
- : K1 A, u/ L3 K6 K
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小8 Q: o& K- T+ s7 H: Z\\" [% d
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- ! G8 Z c. N6 H& X
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 1 J1 l: F* ?0 P5 i% \
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;& {9 V P$ y- S
- break;
- ! z% z0 ~, g/ n$ K( K0 @
- case 46: //重载函数new* b* {! @1 [& J6 A5 X
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数7 q/ f- f1 u; W2 r2 u
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型( r3 o/ d0 |6 L$ S
- break;
- * ]# y/ K$ h+ R# w
- case 49: //重载函数o
- # N9 R, d4 L3 U9 L, `5 I
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- ) ^& o# Z\\" D5 ^- s9 v
- if(!pMessage) break;
- 6 U4 b K; T9 f! j- @
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); p- E) j3 h\\" v) l( E
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组2 C( \\\" O2 N5 @% L. f; x& c
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)9 A6 _8 ?\\" ?8 Q% t; [# V& x5 V. R4 Z
- pa=pRealArray1->Array;8 c/ H5 J\\" R4 S- E$ L
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;6 k6 m' U# `2 y4 L9 B
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵+ L. X1 Y! `- N- b( y! ^\\" j
- {5 M( J T8 X\\" ~1 K2 M
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;3 n: \( B+ v) z4 u# v+ y& L, F8 i
- for(j=0; j<n; j++) N: t: \7 \9 m1 d4 O) X; ~- r
- {
- : z' q/ \0 d/ V2 |& B: ]
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- / ^- T4 }- C9 w9 {% V3 b. G
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}* l% _1 C% W) R. M J\\" x
- wchNum[u]='\0';) \' H8 [6 L6 e$ R+ j# v1 R8 a
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- ( I) i% k; [3 ~0 O% ?
- }
- 9 @6 F) |) N' ]2 x
- }9 z! E9 T3 B- k7 `+ }: l) _2 ?
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;8 ?1 }9 ?0 ~6 V' J
- 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
- , ~# q* ]# j4 `
- break;
- ( u1 I3 @1 u4 l' |4 D8 i
- default:
- % O4 {9 a& p9 D9 V; C7 |4 \
- break;
- # q1 _( r0 N% A6 @- H, d
- }
- 2 a* M% u1 B& v% i' B3 L2 ?' M% C
- return a;
- # D' e u* z7 v3 \8 u
- }% Q7 i' {4 n$ d# k
- void main(void)7 V- u9 ?: } F E* [8 H6 d) _
- {- Z) B/ v: y\\" @; H. m* F
- void *hFor; //表达式句柄4 q\\" @$ z8 f\\" X
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数( b\\" s- o( E& ?2 q1 k# V5 B% j
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- * x0 Z; u3 f1 `. U9 U) V\\" c+ l
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置5 K; ]: w& v8 l: C# F7 ?+ s' j
- int ErrCode; //错误代码
- 2 ~9 K* i) t( ]+ ~0 g
- void *v;! a/ h- l. H6 ]: K\\" u\\" p* m
- 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
- : n\\" s' x3 Y* e/ U$ S\\" _
- //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/ t5 O\\" X' _, O0 [- E
- LuData Val;3 f& A1 R; W) o/ @3 L0 p$ j7 d1 s
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu2 b\\" E' k* L( [ }& }3 n5 K4 `
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- # F' K8 i# L, j& R' l5 i% g
- 9 D6 \+ k, Y& M+ m- T
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量* L+ Q% w0 @* T2 f- a% @6 ]
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量% z T1 w: O3 m
- 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; n6 I4 n9 G3 B+ @% ]* q
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- $ O X3 y2 `' j- }/ N
-
- * Q# L7 c j/ D( |6 D0 w3 s# M
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式; ?# g8 W1 @9 A
- if(ErrCode)
- 4 d: v$ [* C1 p, K
- {
- 4 h7 i/ H0 [( s; _
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;9 ~' W+ X% g( j4 G5 M. q) y
- }
- ! m2 U0 l5 H$ m8 k; y
- else1 H, p: O- m* {6 t* M! _( i7 e
- {
- 6 x/ [2 A A- ?
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- & n! m+ P t\\" b6 F! h/ O# B$ b* Q
- }* h3 C5 k& U% f% ]& p
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 9 p5 m2 }4 Z\\" P F- @- ^
- FreeLu(); //释放Lu
- 0 \9 m% p\\" P$ n& G! t
- }
习题:: j3 F0 d9 x: x* \5 c
4 S- ?+ A4 Z9 e
(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。 % B9 R- C! _+ m+ y3 ~5 I& b
6 r7 t6 u; W- H/ l# u2 w1 u
(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)=9 v; Y( b\" u0 j/ W! Q6 A
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.], a4 N% }7 ^5 o\" c5 T9 o
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
6 @' n9 I6 ~7 r, k' A. K& ^& Y\" R - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
\" e. x5 g3 N+ ] t0 H - t=clock(),. ~& }$ h& ` a1 X
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
2 b- Z/ X/ T; s# w& ~: 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. 5.9 g0 K# G; |( N
- 5. 4.
/ u6 W\" L# P' s( r$ v) U+ W) S - time=0.875 seconds.
; u6 j- ^# h3 \; R! G4 K q8 f - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
! S Q0 a- ~4 h& R( U4 O - b=[2.,1.;1.,2.];
, o* V% _: o1 v) Q9 f - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
F8 B( e( [3 ^5 Y. @8 E# b; x2 ` - tic,1 b. d\" h: F. r2 j
- d=a*b;
. I1 l9 D) o9 B; H8 c/ a9 p - for i=1:10000005 K/ u4 G( ^) ?/ T8 u
- d=d*c*b;( c/ p* f, N9 Z2 P
- end
$ T- @* l0 \' g# X, M - d,
* ]; X5 x! b4 C! }8 B) w - toc
复制代码 结果:- d =
: E. b% ~/ { j' x; r - 4 5
, r. `5 h; U# b\" o7 f- ` - 5 4
1 ?- l) l) D' v$ O) d n5 D8 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。
: t5 H$ {1 y# N% E7 t8 Z |
zan
|