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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。) A, @9 v. H0 g; g9 B
3 {5 Z: H8 _' y/ g Y: X
基本要点:
% R- ~; I" ^1 o1 r$ x6 _% r( t1 w5 ?7 }, W T) o \
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。8 x* a: y0 ^7 k( d6 y
3 S7 e1 ]4 h& b3 n, Q$ W# 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。$ K" J4 e; \: R& h3 `# @
; t! S( ^1 C( ], k8 d) ?/ _' @
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。) s2 Z2 u$ p6 l2 ^2 N/ ^( D
) x: X% q [ n2 ]& K* O
(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>2 v8 z2 Y k9 B) Z
- #include <iostream>
- * K1 z7 m( [+ ?9 C7 N5 S
- #include <math.h>( w4 U& A9 `; s5 s
- #include "lu32.h"
- * K( t! v; x# ]
- ! m+ M) C! N7 Q, K
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )\\" {3 \. b9 G8 T$ e6 a
- , M- I& N2 h1 y5 ^' j
- using namespace std;' \+ K; }' g! o5 |* Q& V\\" t/ ^. H
- 2 N# M0 l6 T& x) e/ _# E$ Z5 n* A
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定6 p6 B( d7 f: s
- 2 H- n3 U$ `: r\\" E) M
- 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
- / B. z9 K' S: B$ [$ ?. d
- {
- & O4 `! g0 o3 \+ E( }
- wcout<<pch;
- + G6 h' t+ r4 H
- } P- t! O7 A\\" S3 B; S
- 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
- ( n4 D' h2 J7 p( Q9 J9 f& h0 W
- {6 d$ o4 k L# K7 J' x
- }9 O+ s/ h6 \% b0 y
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数+ X9 P9 o) W0 f# ~1 |
- {
- % Z9 X7 k/ S J1 W$ V. o/ _+ F5 P
- LuData a;
- 3 G: [0 ]: x5 O% T1 o5 S
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- + m1 ?7 L6 L( F; F5 D
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;5 V( [* R' u. z4 u. c
- double *pa,*pb,*pc;9 G, P7 m) L1 Q4 t4 H0 M
- luMessage pMessage;0 F) C\\" w' F8 b) V
- wchar_t wchNum[32];: F5 E3 u9 s2 M. o0 x
- char chNum[32];5 f7 [\\" r\\" \. `/ t
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- m+ Y) T) y# R& e. U
- switch(theOperator)# C2 J* J- D( p, y
- {
- & d8 E2 W+ d* s
- case 2: //重载运算符*
- + K' u) X8 r) E/ `& \( Q
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);3 X8 U7 [' a% J0 u [9 w
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 3 U8 f$ a% L: [) h( t% s5 p
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组* b& [' r9 x2 v: V+ \
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- + M/ \, D& K4 p5 l. v5 X- T
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- : S9 C: C1 F! |) J0 E1 z5 Q9 R
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象& Z( V$ x9 W2 Z
- if(!pRealArray3) break;* m$ ?; M8 B, X( x& Y
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ! M8 ^3 B& B% z
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- , E2 l p) M3 c t
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- % o3 C$ s# e* P1 ~
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘# l0 j- X: P4 M- V- _
- {/ r8 L- A% L8 ?- A& G
- for(j=0; j<k; j++)+ J# O5 E1 Y* C$ d: K
- {
- : x+ S0 s, a j' E4 C) E c7 a
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 8 m; t+ F. H. i
- for (v=0; v<n; v++)
- $ _! ^0 S$ d/ }9 ^6 ?, L. u; l
- {\\" ?& A, e5 F: g+ W* J
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 4 J% R. r2 f7 ~6 x3 k( F
- }
- + d1 f# R: N+ Y
- }
- / N! ]+ S( h* T% t- G4 }
- }
- ) J( K0 ^; j: k, M. V0 E) ]1 I
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- & Y; Z' Y) U3 m1 }8 Y. M8 H
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ' B9 J: o2 L2 k- {6 `6 l
- break;: A- w4 ~+ k5 f% m+ ]' L* D
- case 25: //重载运算符.*8 D+ F( d3 C, s5 A6 s( x
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);. q3 e, g/ L: S
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- - m# K% n7 X- G+ O: d5 }8 i' s' d
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组8 I% T O6 Y6 }+ i2 V
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)7 n. b' U; a/ r% g
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同. X- A- E* T; u\\" p4 e) P
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- 6 g( c+ C: a [/ f
- if(!pRealArray3) break;
- 7 [4 L\\" o7 l% l' [\\" H
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小. s7 N5 D- d+ B, e3 ]7 C
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- $ Y6 l9 g; {& F( N
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- / E w7 S [+ R. D( y9 a
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;+ q1 _+ V' p( m
- break;
- X! a2 w$ ~\\" a) {! ]
- case 46: //重载函数new% `6 C# _) T0 ?\\" ?& F; F\\" `; h
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数) K/ Y; Y/ I\\" f! G
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- 8 p2 ~. v6 c* V- n+ p
- break;
- 5 L\\" O; u3 ~2 c, Z' b
- case 49: //重载函数o% ?4 j* D* ^# j& n
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- + s2 k0 x9 Y* \- I! R0 A; @
- if(!pMessage) break;3 O\\" N; C& v. U$ _0 H8 h
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); v* O( U3 m8 X3 w9 J
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 5 [. a; q2 i, R# h8 N
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)6 x, h* t* s! n% c: o
- pa=pRealArray1->Array;
- 6 M2 l& E- f6 h. a9 D# k
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;! Q9 ]( @+ @. ~* Y
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵' @2 E5 Z6 d& F f1 ]
- {/ `6 a5 g7 Q6 r2 Y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- ; f$ G: Y( f\\" `# ~* Z- p+ N5 @
- for(j=0; j<n; j++)4 E( p\\" g: u% R* X9 x9 F2 ?+ R+ f
- {, S9 Y0 V/ g# _. G
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 4 T* g, L1 Z& w
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- 5 }1 W$ a& r+ `
- wchNum[u]='\0';
- - `+ ]9 S* }7 R8 S6 B
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;; [9 v1 z5 ]0 g% c0 T# l! ~# a8 {
- }
- / r, \\\" @0 W8 ^+ ]0 a
- }9 Z+ S' l3 ~! \& j k$ e: K7 o/ R+ Z
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- , Z4 c, C+ l& A2 }
- 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1 L- G$ Z; J/ h5 u* a( ]1 S
- break;, j' Z6 [6 R8 x; I n+ A
- default: s/ I* Y o( r& l: t, d, m+ O: @. d
- break;
- 7 F5 I V/ l2 w5 m! k2 @9 P
- }7 X( e# O4 q& m. M+ X6 a
- return a;3 Y Q. Q! d2 e1 x6 T
- }2 c) t) T X; H
- void main(void)* K: z\\" W6 H# B4 f2 _ Y
- {
- 1 H/ \5 j9 j: A9 o: ?4 M
- void *hFor; //表达式句柄
- 1 x0 m+ t+ |' } P. ?0 [\\" a3 f% h
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- * o. ? y6 k\\" P9 a# q }' h
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针2 X/ j$ e6 p4 c: |
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- * X& ^& r5 f+ ~ q\\" L
- int ErrCode; //错误代码
- - n% @, ?# z/ ^- u
- void *v;. c4 m0 K: C8 n/ z/ G+ n
- 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
- - _5 e2 x! A3 [ m
- //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& `. I! H* [4 q
- LuData Val;
- 8 N% K/ `5 Q! |+ y) s0 l
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 1 S7 P. Q; R0 l
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 7 ~\\" X8 h( n$ W: d% l
- 0 K d0 F. d3 u' i8 d! {* E
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量 x- @2 n' D, N; P3 i
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量 [* T3 G3 c' t7 a
- 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; M, Y9 {8 D2 n% q8 Z' L! r
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- * a! S' `1 P1 Q* ^# U
-
- ! T Q' F! i4 i- D' Z
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式4 w, X) L0 L& o) r# o; W7 j
- if(ErrCode)
- , t7 F4 e7 @% X) m3 N6 w
- { D: \+ j\\" S4 |9 a# p% X+ a
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;) ]) [$ H- a0 f7 v3 C/ X
- }. R% v. Z3 O+ G8 }7 O
- else
- 7 {. U5 B0 N, V5 D) |3 E# e
- {
- 5 p8 x7 J2 G' u& E3 p
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值3 V5 n! b; }7 @9 r% Q) ]! E
- }
- ; p1 n J& c/ E/ G* ^( ^( R$ ]2 {% k* D
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- / b. e% O7 \, F& C
- FreeLu(); //释放Lu
- ' P# w i1 P# T7 b% o4 J
- }
习题:! x9 J- |* w! I3 w
3 N, a/ ^& i3 ?- e% v) Q& ^ (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。 4 e% O2 v" D% I
* e$ ^: [, [& h1 l2 a6 H0 J! C% y
(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)=
4 E ?( ?+ Z, s4 L. H - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
- t- S7 \+ s; t, x) A - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],$ q& A/ q2 q7 _ ^0 K% J; C
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],4 E( r+ e* m- R6 M$ C% U4 G- a# Q
- t=clock(),
' |# u' s7 t# s$ X* V - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},$ s. j$ P) J: y: i7 u& I5 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.
\" B2 j8 s- f: y- \; h - 5. 4.
1 l8 D6 j0 `( i0 R# ? - time=0.875 seconds.
2 R, b' w( P6 J$ ~. A& ] - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];+ D$ F. K! E4 I6 m
- b=[2.,1.;1.,2.];
; A7 y2 y3 O( p, e0 E - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
2 W: ^3 g% R* c( a& [ - tic,* k\" V4 n( g7 q' T) A8 O
- d=a*b;
. s\" U+ K' t& Y9 E1 t9 G - for i=1:1000000
; S* C- e9 }4 n0 C6 ?1 [ - d=d*c*b;
* P; ~$ W% m' r& h* | - end- r, }6 k% _! t: r6 M* T' w$ f
- d,- b0 h j9 z\" M+ z7 d5 }$ Q
- toc
复制代码 结果:- d =- k* y5 s n' M2 @: P/ U
- 4 5$ X9 V1 j; n\" D/ O
- 5 4& K9 Q* i% h: u2 f( S; w1 l
- 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。
6 \' [/ M9 @1 k8 x z |
zan
|