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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
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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。
9 t2 `7 p0 ^& L; `3 g0 }
/ k2 \6 f0 \! `3 K. Q) q 基本要点:
! X: I: [: Q+ w% M, E5 ^5 {: f) E2 d8 T( h8 ?5 D
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
& \7 J; s% Z. E8 h6 L4 I+ ?6 X5 \5 }! e Y( L% M3 ?3 P
(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。
8 T/ L3 W+ ]- C x" J, l; S; M2 d: k- o5 x( z$ Z+ f% N( _
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
# M0 [% X a$ ~. z H8 M, n: s* @! s% F6 g: e K/ ?% ?
(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> k. C) W8 \- N
- #include <iostream>
- & E0 n, v! l: E) Z( m5 q0 A. B
- #include <math.h>7 _6 }9 \3 `' |# E
- #include "lu32.h"2 c, H, K% u v* }
- : F b z& B! e5 P\\" {
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- & N, C3 s+ Q/ b2 ~' E$ r
- % w) I) r0 ?# H6 p% W6 i! \
- using namespace std;
- \\" E4 c/ M6 v+ V! d% L
- + C/ y! h1 P* C6 J\\" N: v3 l
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 6 k& Y8 |1 u& w
- 3 ?# A0 M0 M- \- q9 o! q, l
- 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 * f6 z1 |7 l+ r# Z8 M\\" }0 [
- {7 |2 y\\" J/ W( ?1 H) o- X: i
- wcout<<pch;
- 2 G7 v1 N m q
- }
- 0 \$ L3 T0 r9 P% S8 c j% f1 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
- 5 V: z2 o% y% X9 k) I
- {
- . x7 E/ Y9 u+ V/ a- |
- }$ B0 u9 @0 s5 @9 i\\" \# N
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数7 b, G\\" x2 I% v: p
- {/ W b( E% K( J0 D
- LuData a;- Z2 c: _4 d. S; B+ u1 _8 x2 q
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- / s6 w W/ T, ]; H% k! Q
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;9 Q& T9 V* t: c( j- B
- double *pa,*pb,*pc;7 k/ D! I- o, ]( z7 ^
- luMessage pMessage;
- ' q7 p8 V+ O! \! Y1 t: M7 ?
- wchar_t wchNum[32];$ s2 H$ G2 ]$ G0 }4 ~8 b
- char chNum[32];\\" T( h\\" `9 \; u2 e1 e8 d
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- , }( e& U: k* a) R6 W
- switch(theOperator)! R7 A. N7 q9 u8 g$ d! `
- {
- ' S+ K l7 \, O0 h
- case 2: //重载运算符*
- ' }% v, S2 Y% m: D/ X
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);# |& h8 y. ~ K- t! w
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);$ X5 N* R+ b8 y\\" ~3 y$ N$ x
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组, i9 ?3 T: ~% `1 o5 e1 M5 J
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 8 y% I( o( y, s\\" m/ k
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- / i2 ?7 x. k% }0 V# _ T
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象1 |, i: j$ n4 s6 V! n ^; m5 g- q4 f; l+ v
- if(!pRealArray3) break;
- 5 p# E3 P% |2 ]2 z6 C& k
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小# A' f; d% ?: {, j$ [
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- / I1 {) x$ t! q
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- 7 f8 y) ?8 {+ ]- f
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- 2 p4 Z/ O8 {, i1 Y0 P* i
- {
- : b( o5 o& I8 ?
- for(j=0; j<k; j++)0 h0 C& x7 J% Q% K$ N* K
- {$ i' \+ e7 l0 M z\\" V$ r
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- * n% E; s% Z1 R( l5 B3 }* H5 P
- for (v=0; v<n; v++)
- / E* l; a1 x4 i$ _7 |/ L
- {
- / N4 \9 J2 P$ P5 w x
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- ! I& [! U6 q7 r0 Q
- }0 D! F% ^$ W: m8 h
- }
- : R! B. W3 A% f4 w3 J& }& V
- }
- 5 b7 T6 H. X/ }+ o* R
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ( c3 ^/ j- K( T$ Y. Y4 ~! Q6 d
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 0 z6 ?% |* s& }4 }
- break;% K, B2 ]# S+ w, U' ]3 N& X7 q
- case 25: //重载运算符.*3 s ]2 c) |$ s. C
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);! w) d% ~+ n. n8 a
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ; U7 a2 s+ u o- z\\" A\\" R
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组7 n( k# a7 u* y `
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- # V. |0 ^\\" y' O& O7 W$ @9 r! q
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- : Z% ?- N' E5 y: k x1 R
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- % T\\" J# V; p. F, y/ ?5 C- p
- if(!pRealArray3) break;
- 8 |3 q: Z- `6 G# D; w6 h- d
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- % U( Y# d3 x! Z0 ?) y
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- - D& f8 v0 d7 }- Z7 y, |2 x
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- \\" q- ?7 f7 [) J; P: [
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ) ~6 Z8 \. n\\" b3 x\\" D! u7 e
- break;9 P+ L. K1 [. W, @$ v/ U5 l
- case 46: //重载函数new2 D+ k# [, A+ u8 Z5 [, a+ {5 X4 a
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- 5 z/ s3 A; w& f4 ^7 F2 C
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- . w9 ^8 j/ q: j6 _
- break;
- ( R. T) d* s* J2 y+ q5 H
- case 49: //重载函数o
- ) @3 L6 ^3 S3 ^
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 8 \9 _& R2 Y0 r
- if(!pMessage) break;+ W& \, H( h+ V7 ?
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- & B6 i& x% }\\" a/ ]1 q
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组) d9 @2 H$ D: v& i
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)$ w0 B- F2 r: b
- pa=pRealArray1->Array;
- 2 }; |* ?2 [* e$ S3 D0 _
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- 7 M8 T! P1 U2 ?\\" @6 q\\" m$ S' F& K
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- # Z% n' ~% P6 W2 g- f
- {& @\\" D+ `0 G# Y* |& `
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;8 j+ V, F! V8 G: ]/ }& E
- for(j=0; j<n; j++)
- & a4 t4 ?: E' J2 M0 o$ D
- {. B: H- [! `- Y5 R2 }* b G9 y+ O
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);$ ]( Z' S9 s9 G- k. t9 S
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- % q* [+ o& j3 N- T7 N4 i
- wchNum[u]='\0';' E: B+ x2 v\\" W4 { s
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- ' h2 U* ~' z2 s( X) o( Y
- }
- ) V% u( p* D. T& \) i0 B: R
- }
- + C- X! q' [9 F. M
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- ( N) V& }7 M+ ?& ]9 C3 `
- 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
- , a, S$ j\\" H) O\\" ?
- break;% S7 \1 I1 L9 W# ]; J {; H( }% Y# u
- default:3 j& t7 ~6 f; G5 ]0 ^
- break;: m9 w\\" H! M n, m, u
- }
- ! p h0 V Y0 g: |
- return a;
- 5 B; s' o2 e- @7 S! L9 w7 z
- }
- 8 s$ I( |9 x l& h
- void main(void)* E; N9 o- M% l4 ]
- {) |( X8 _/ [* r\\" W3 p
- void *hFor; //表达式句柄
- ' |, g' q/ A: T8 B# @+ B/ q7 W
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- % w2 N% f5 h9 h9 U8 X. v7 B
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针. O9 M- T# B3 x4 I a; w# k9 w
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置\\" Q3 o/ s* p- F& M( \& K' v
- int ErrCode; //错误代码. k* ~% B8 }4 ?+ @
- void *v;4 x# U) ^! R8 ^0 Y: c0 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! k- K8 c7 [+ u8 z. T' X
- //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# K; u' g, b% |, O
- LuData Val;% d9 O\\" H7 `9 A% G! W
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- . A\\" @: U7 X# y
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- ; t: N, F\\" s# X3 T1 ^2 n
- ' Y- e& k9 p* A3 a\\" Q
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量) A8 V7 C1 o& r* z- M8 ]7 w
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- $ o' n- T0 n+ `1 s
- 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\\" `5 J) M3 c+ j$ T% L; N) b, Z
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文6 l7 Z) r% G+ j& W# _: D5 k/ V$ P
-
- ) ? N7 w1 e, g% {0 l# Q$ ]
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式# q: U0 O! Q: W, l' q. z/ t
- if(ErrCode)\\" g: o* y6 \' o# |
- {, a. y3 ?9 g! k( y& Z0 R\\" W/ s8 V
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- 0 y\\" s- f0 G2 P3 \/ ?. W6 H; ?2 Z
- }
- % h& f. n& a2 [1 n: d
- else0 z6 S- s' {, y9 w w- x
- {0 C0 u. b5 |3 o! i
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- ' H9 L8 p' {% [, R9 m/ E, l1 ?& e
- }7 R) e3 Z8 _) U! U0 D# E
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- : ^, N ^# E! [0 I F\\" S
- FreeLu(); //释放Lu1 A; z2 ^\\" Q% ~- X2 i j( u
- }
习题:
0 @6 Y- P0 l$ o) B* H: Y
6 A$ @ e) }- k" F1 s (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。
" @. y9 P8 t. h; M+ B, P) U* I9 w& `, P; M1 D8 X
(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 U1 p* ]! P7 O |1 n3 p. j- Q
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
; \, h. Y7 E4 H - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
! U9 B: U, [, Q+ V% A - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],8 e o# W/ \' L1 T
- t=clock(),
0 K2 Y' L) E4 j$ K - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
& b9 W8 Q* z0 w& t7 w- p1 n - 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.
. {4 }& B1 i' S5 Z8 B - 5. 4.
U# f. G$ j, `# l\" p: w - time=0.875 seconds.
3 [: A3 M& S3 o - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
) L3 ^/ u) i0 x1 Q' W+ M+ h; ~ - b=[2.,1.;1.,2.];
* p! D. K, T' K3 a, L1 g' @$ x - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];\" H. I7 p1 O$ J5 g- R P/ \
- tic,
* V- r\" J: w& Y% { - d=a*b;
! p2 G# Z9 s, e* T# \7 I; | - for i=1:1000000
! P, ]8 b4 L9 o3 ~' h T, D) U - d=d*c*b;/ a, p1 z5 `/ a! m) H
- end) L6 z- @% X4 H\" g1 _) s6 h
- d,- J# E8 G. N# N. D3 M
- toc
复制代码 结果:- d =8 e$ T. j' A; |* l
- 4 5& M7 \0 U$ b$ j. [7 Y2 e
- 5 4
8 ^$ 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。
2 v7 [' `4 F8 ~# } |
zan
|