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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 i) N+ T; T; f- i- Y B
5 M6 v7 c+ n* b2 K/ W8 j( W' D 基本要点:3 C8 O4 R& F' w; T$ @
9 |, I" ?; G) v, y8 N* K6 Y' u (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
: N) D- M5 Y. {; @' p& h
( \ O9 Y! ?5 `, _$ n9 j% U (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。! U2 ?/ _4 O" l4 u0 U* U$ I9 @
8 w* b; X% d( d% I L
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。4 ^" l; L9 F. m9 t, G, {
, w8 \- c8 c8 C4 i: f* J% h
(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>! f; S$ w9 f; ]* K
- #include <iostream>
- \\" f; J/ \3 x- G6 k& Q
- #include <math.h>
- ( W7 K. V& v+ o\\" {$ W
- #include "lu32.h"1 u' X0 a6 m& k% D( Y\\" r
- . V: }7 x. ]- m# a
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )3 x0 ^( }8 M8 W G# j- Z( Q
- 0 i+ T4 l; m9 w7 f# `
- using namespace std;
- 3 h0 z u: M) [7 c5 W0 P6 h1 t
- # p: z6 D% U\\" k' A6 v
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定& p- L2 X b5 R$ [) ?# O% B
- / G' N5 ~- ]6 R! l+ e; Y
- 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 5 I\\" y( e' o: J2 o9 w
- {' E V# |7 F5 E
- wcout<<pch;
- 0 p2 ~' }, C3 S5 G
- }
- ( q+ P$ H. t( |. i7 r
- 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
- 4 Z5 _* Z! n5 C4 i
- {3 G; |) R$ i0 A
- }; t: p8 Q( Z' |( ~/ d
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数- Q3 w. J! _ Y- m6 ~2 O+ J- o- s
- {' D8 K; e2 l8 h: h% P% w
- LuData a;# i4 L( S# `# E\\" J$ x! o\\" g8 X
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;1 A$ I s* }* e1 g0 V( K
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- . ] W2 g' N; u. Y% |* _
- double *pa,*pb,*pc;
- + A. V% L* p- |; ^
- luMessage pMessage;# [/ \+ X' I, L. d; U) L. V
- wchar_t wchNum[32];
- 2 H. }5 U\\" b' u* o
- char chNum[32];
- 1 e- w' V3 b4 U. Y4 \4 W
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;( T. A! s3 B( z, z1 t3 I3 L5 k7 O
- switch(theOperator)% w! b2 Z( G7 Q F6 I7 k
- {( H! t0 ^4 B+ ^! h1 {+ G2 v: u5 j
- case 2: //重载运算符*
- * a4 H0 O: _* f4 Z3 t* o
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);6 k9 |' H4 U ?! F* W
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- l8 g7 P( O6 Q4 G
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- & c4 S6 q\\" o7 p8 Z% \. y% i
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 7 Z$ V\\" p9 B- l. v
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配6 b$ T: |! X+ l2 @
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- ! G6 R, }/ x. a; |0 q, x
- if(!pRealArray3) break;# ?8 b( J; i) R9 r! U, b
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ) c\\" o0 ^$ a: W/ t
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- # P1 w- m! V2 q$ C\\" H* E+ p
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- ' Y* j/ U* O/ p, M
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘! F1 T& e1 C* v
- {
- 3 t% p( ?8 b; `
- for(j=0; j<k; j++)- @& ~# v+ v- I; p2 _7 N# n4 T
- {
- / J; @& c, ^4 r: E: U1 n
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;& G. Z- |# m: y: r; j
- for (v=0; v<n; v++)
- , @, ~+ \/ @& g
- {$ }2 K; n! G5 }* I2 S5 g, w* ?
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- ! J& t0 Z8 s\\" ^1 C% O\\" |. _
- }1 h. R3 b3 h* @$ R) l
- }+ v& }5 c% w7 M1 B2 m
- }
- ; k; e2 ^8 m- V( ~( C0 q$ V1 W
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 7 C7 F5 {- ^: k m
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ' [2 ]1 d7 u7 L1 u
- break;
- $ w% P# b4 J8 t
- case 25: //重载运算符.*
- $ e2 ^) h. N+ d- J) d+ `% V
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 6 s9 c/ P0 ]3 b; ~* U
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ( M1 Y( w i& D
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- \\" h0 r5 s- x! d- _7 s5 X
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 8 F* ~5 V: S: l
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同0 g+ H. D6 \& q1 ~4 Q% o, J, [$ e- z
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- \\" B. A4 P7 | R J- k; C
- if(!pRealArray3) break;
- / U) e' L9 F9 ^
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小% U5 P/ m- ]& Y9 n+ J* B, L
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘 w) a( J% ^9 L( e9 k6 _: Z
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- . u4 X ?1 J- b$ q- X
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- * K X6 w) Z* e4 h' C; n# e6 q
- break;9 U5 b. s8 S, l5 ]2 |
- case 46: //重载函数new% {. W0 b/ `7 I: B
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数/ i; f. G\\" Q9 X\\" A
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- 3 v8 E' N+ W$ M! r7 i# r$ h* f, t
- break;
- 9 p! ~: d: S- |; h6 p
- case 49: //重载函数o
- 8 {+ T! D2 y- k# |' e
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);' R& k; J3 a1 H, T: _* H
- if(!pMessage) break;1 N, [# p v, ~% U& F
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- - A# s6 K' w& @% s4 B0 L9 t3 e
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组% b0 w- X3 z- T2 m
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ! o$ D- S) O1 `: V) d2 a
- pa=pRealArray1->Array;
- 3 T8 L6 c- |/ F5 x. ^ x2 v
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- 6 C r) k8 S, E1 ^8 }. V9 e: o) C
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- / f/ R3 K% u) F\\" W! \. m2 G' O0 s. r# v
- {3 t. j9 N8 O% c8 M- w! q! P% e
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 0 I. z) }$ b* G0 `
- for(j=0; j<n; j++) H) y8 |8 M0 _' Q+ }- V
- {. x4 o, J' Z- X5 N) s6 J
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- $ N! `% s, E. m0 O, d
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- # S. x/ Z- S7 P9 ]2 F: k
- wchNum[u]='\0';- O5 W2 A/ `1 ^7 X
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- $ H! w0 c6 _* H1 Z; a1 }
- }
- 7 D2 c3 S; i* ]/ x3 Q, E
- }: N6 o2 Q/ J1 n, k4 l3 _
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- + z' [5 w- Z2 _4 B- \# ~- ~
- 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
- ) ~, U/ D. I% ^( I
- break;+ X' e) p0 s0 d4 ^. u
- default: p1 m. o' M! D5 U+ D. {8 U8 N+ D+ _
- break;
- 2 k; ?9 d- B, j+ k2 b
- }
- $ R7 w: S! b5 p3 V! J4 V, y
- return a;$ p( o+ d* R0 L8 F, o; \* X3 N# h
- }
- , m+ a1 w. P8 i\\" C4 `
- void main(void)
- . r' L2 Z1 O) [+ x( h! g
- {
- 8 S+ b0 u7 x9 P0 n7 i' }% V
- void *hFor; //表达式句柄
- / u/ Q* f( Z) V$ ~/ X
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- 1 R# ?6 J( E3 p
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针( b; f1 O0 o0 S. C5 N' r9 A
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置! q- Z) R: B& z( o( d: e( }
- int ErrCode; //错误代码
- 7 o1 R' F, X% W5 ^9 ]; e
- void *v;
- 3 E* I$ [. [$ \3 l; G\\" x2 l
- 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
- 3 h' Y- e$ n* ^: P0 M- E/ 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7 b+ m0 p+ y6 l+ w6 B\\" w
- LuData Val;! B) p2 E; V: @3 M
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- ( w5 ?: O- `' P( z: @3 H0 l
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 9 x; q( ~, H E\\" ~2 o3 }\\" k
- ' U4 v7 X- S7 ?7 j' \
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量# @/ U, _# ?; u# {1 x/ F8 A
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量: s9 I& I. Z3 F- F. h
- 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& b% s& h: n3 `, E\\" i, ~7 [1 P
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文2 ^- H [; i: r- B. N! | {& X
- ; T6 {6 E; q7 c- b' R3 m# b
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- ) N) _! g: ~+ J4 A( D+ u/ g
- if(ErrCode)) X7 Y3 q3 {: o
- {7 x6 o$ d7 ]4 y2 f7 j
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;5 r7 {; \) B6 g' `. Z
- }
- 5 A& K+ O9 y# S$ H
- else
- ( X( u0 Y5 H; K+ z6 t
- {/ e6 D# @; Z8 W1 j+ S/ ?
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- + b) Y i+ l' ?% _
- }
- $ Y8 o# i6 Z8 k; b; a* [
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 6 W' v+ F* T, r% o; |0 j
- FreeLu(); //释放Lu
- \\" D. A\\" s% E; i' {- \
- }
习题:
9 t" {; d: I( q( V( R& I- @" v$ O3 @/ }3 C( E7 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。
0 B2 A- J- ?% q) e% u! b8 i2 O- i5 W9 W/ }
(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)=
) Z# w4 K' Z |; {9 t$ I- c - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
! z, |& f, g) h; V - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
5 q- P\" I2 N, [ - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],- }$ g' ^% R! a8 f9 Q4 i
- t=clock(),7 B3 v. L1 S: ~\" `4 q
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},5 i$ c- V\" B9 q* H6 y* 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.: m9 U5 i3 J9 u0 \7 x* C
- 5. 4.
4 K3 w7 f8 k, L4 R x - time=0.875 seconds.
' B' y7 V. m, S0 L( e - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
# a( l/ y& |3 J& |/ X, J/ ]' z0 A - b=[2.,1.;1.,2.];
, K1 ^; z9 u0 ?0 J\" C - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
# T8 `) u0 H- e8 y1 b6 m3 W - tic,
! f$ Y |8 n0 N' g# c - d=a*b;- @5 D a& e/ I/ g
- for i=1:1000000
. K6 w8 C+ C7 ^0 U0 Q - d=d*c*b;
. C# X! }/ D( d8 x3 ^$ h& `\" F, l - end E: s+ g7 d$ b: @) s9 N/ J0 A ^
- d,' W/ Y7 X$ ^\" a/ P8 Z n
- toc
复制代码 结果:- d =
( }6 ]. R1 ^! { - 4 5
* n' r6 r5 F; U S\" e% f- U' r - 5 40 U0 v+ V: d# C
- 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 [& A6 I4 K; N, O
|
zan
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