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TA的每日心情 难过 2012-8-27 18:22
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[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。/ u$ a7 {3 |1 K/ d
% a. W" ]6 r" b7 Q/ ?& K0 ~# J; @0 d
基本要点:
+ g$ S) c. y0 `, P' F; ?, [
* A) U5 q' u( j0 H (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。% C; R7 _+ y) _; W! {/ E+ X8 U
* a/ A. v/ v3 ?- }" i6 G* M9 f (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。- L, r. I+ w! @! v$ v
7 E/ P3 P6 R0 Z4 F l6 } (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
; Q1 y4 V0 l6 Y- f7 ]/ M) A, ?% y
7 o8 l) E" M6 c/ D/ X Z, ?; F (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 g$ N& C$ |- ]. Z! ~9 x- D #include <iostream>8 i+ C3 v/ l0 T: V, E; X( {
#include <math.h>
, d& ?8 W/ R\\" y0 ^/ ~( ` #include "lu32.h" ~# Z+ a# a8 ~% t3 r) y
/ k; N7 k( {4 K\\" L: O #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
! t& y7 Q- L: J# I7 @- M - X t1 P4 g, T' j7 F
using namespace std;/ h6 m# a9 }0 Z; E
& O\\" g& \+ ^$ M luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定\\" Y# D4 t. p0 J2 |# ?
: X! y1 I) B; 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 3 U, q\\" D+ a/ d7 s! [
{
7 m4 i( k) o) P: P( Y3 Q: N wcout<<pch;
4 ~; |* Z: O; ~) U }
7 ^# p! ~* m% @\\" h m/ m: z3 D 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
+ z$ X3 }: _2 M& A8 @4 F {
% s, K' f- A, c8 v8 N* e1 M& x0 _ }+ c( G; x t8 f3 E
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数5 f. c& K$ E' ?! S$ u% N
{! P; |, N7 {; w
LuData a;! }2 G# U# z' s2 h
luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
; O1 \/ f8 g7 e9 G\\" _( F3 } luVOID i,j,k,m,n,u,v;
5 i) W, P6 e8 M\\" W; w\\" s double *pa,*pb,*pc;- \) M9 l8 H, v, j5 \2 m) Y
luMessage pMessage;2 A& X! G8 {2 K% s
wchar_t wchNum[32];. ?( R+ g6 v- X
char chNum[32]; L1 a% l+ i: a$ I: v
a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
& p2 D$ P' a( { switch(theOperator)
+ N( N: s) `# }! K7 E4 L {3 G# }% U e: H# {8 G
case 2: //重载运算符*3 |9 }! @* N& R4 y0 S' Q0 J/ o
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
: m7 i\\" q9 j5 z0 Y$ D9 Y0 v pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
7 \$ `- f: |+ G, U- M$ G if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组- | ]1 i) P) w; M+ c
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)' m1 X& h& H I9 [# C\\" `
if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配 Z- P( F+ L' \: t( N8 p+ r
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象9 [% O\\" @# K* B e5 {; m\\" Y
if(!pRealArray3) break; k; \5 ?$ Z3 z
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
& C2 h* e+ g* A2 e( | pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
+ \! k: d4 y9 I6 W; z1 Q% A3 D m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];% Q8 f+ N\\" g3 }6 r
for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘 G/ n$ o- ^. p, {
{
) ~9 p9 }/ g9 T) A4 G0 k for(j=0; j<k; j++)
, f d8 g, P8 r% L, G {
2 X; H0 o3 @\\" C' | u=i*k+j; pc[u]=0.0;
& N, c4 }1 o0 z$ {: N) N8 y for (v=0; v<n; v++)
( t9 v2 Q9 q u$ ^- P3 I* h3 O {
4 M% \$ W\\" @9 J, P6 n3 z% Y pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];! W. c1 a! P+ g$ `; ]: U8 }! u
}: L' M/ Y! X7 O0 e. A
}
0 `( I# `/ @2 Z# D8 z5 Q0 t }
/ M Y; k5 O7 k FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象\\" t, Q7 t2 W: @5 j( C
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
U! `1 G0 O. a0 d) h$ M0 ^ y break;
% V' U7 n$ i) @( V case 25: //重载运算符.*
' N- @: g& Y7 Z$ Z' D6 e pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
0 r: `8 h# u1 o, @ pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);1 I I9 f& J% L3 X& u, ^# n
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
2 o0 J4 F- p' \/ M if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵), C) t2 I$ P$ @2 ?5 S3 C
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
' D) z+ b' D s1 S# ? pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象- K, ~0 ?\\" I9 K' ~! M3 \
if(!pRealArray3) break;9 N\\" @$ P! ?7 I# H
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小0 ^- _5 F, k' a
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
; m7 [% k7 I7 |9 q8 y2 e! E. I8 W FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象: L4 @\\" \0 w/ a2 z( u
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;) a& R5 I4 W5 F5 R P( c: H
break;
. T) h m( z) d+ x7 L case 46: //重载函数new- `7 K! r) }) r* Z$ o( }8 x; \0 q6 L7 w
a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数, i% A+ q D$ G, }/ C% ?: ?% b& i
if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
4 d- U! W3 W/ g1 D( L8 H9 E break; a9 m! X2 q) S
case 49: //重载函数o
) C5 p0 G* [, b; \0 j. E- T pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);2 a) x$ f2 s$ M+ L9 W7 L# a
if(!pMessage) break;) \. v, |, |/ b- z2 W
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
( a* K1 e1 h5 w, l- X if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
' |\\" ~* U0 ^8 Q$ c; b) k9 \. @9 J9 C if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
: f, f6 i8 u4 E3 N& i7 q2 w: C9 K9 x pa=pRealArray1->Array;7 q2 V( {/ g' {' P y6 @5 Y; S
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;\\" [1 Z\\" Y+ ?, ~, l! K
for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵0 I( w. W; Q: O' ~9 k
{
6 v& L6 f3 j/ ?: c' Z6 d# R j- [ pMessage(L"\r\n"); k+=2;
# U2 }$ ^2 ^7 C8 e! s for(j=0; j<n; j++)
$ Y* `8 [8 O) V! _5 o {\\" W; x- w* u: @$ f\\" {# I
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);/ Z; M; `\\" @& e0 D
for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}. ]2 k( Q\\" D% I- E
wchNum[u]='\0';' D r* O0 d/ R- _( L
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;- J) D7 {; T9 e9 O: ?
}
\\" d$ @# U' z! m4 q# U) \* g }9 k9 s+ a$ W, `
pMessage(L"\r\n"); k+=2; `- ~* Z/ G\\" g! F8 ?# A7 b/ x4 Y' M
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
$ ]: v\\" Y9 ?* n9 l$ } break;0 W2 d( o# Q- t3 k. c
default:* x8 Y1 W\\" A. ]0 o. _2 b
break;\\" o$ n2 ?: {8 R/ K
}5 v4 O5 H8 s9 l
return a;& N) A\\" p' |( m. D6 N+ l\\" }
}2 O2 {1 Y3 Z/ s( Y! r9 @
void main(void)
+ h' Z1 M9 @' f7 Z( c7 a\\" [9 G M {+ Q4 @4 n) k/ m$ X2 u
void *hFor; //表达式句柄
. a/ s y3 a2 |7 W luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
/ t/ r) {$ a, O, l4 Z0 L0 ?3 v LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
. R9 @\\" L1 D5 k! V5 N5 W1 d9 z luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
$ |0 |! ?7 f- b3 C9 P. U int ErrCode; //错误代码) d4 T. N6 j! O, F5 w! n
void *v;
+ w6 z, J: r6 V\\" P/ e/ H+ ~ 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
% ]9 K* V! G% v1 o4 b# } //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& U+ V5 l y7 ]6 z: x
LuData Val;
1 U: H8 \1 R) j8 A, U8 t7 M2 \7 s0 U% ?* z if(!InitLu()) return; //初始化Lu6 Y& N I8 y7 U* T+ L0 u
while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型1 M. Y2 O! H' d\\" E; V' f$ ?
0 j: P8 ? {4 K& d5 L, O Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
' c2 q' P% ]3 W, v- a0 s8 d SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
0 Y/ |+ ~: m' E8 @ k( v$ 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
2 X w6 M3 u+ L) a+ O wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
, h4 }\\" H\\" l% v- d4 A$ k 6 L; H' \' q& G7 b5 A% F$ K
ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式. H) I6 R1 M2 }! H0 k- L1 q* Y. @
if(ErrCode)- X# E& I9 I1 A# P! ~% G$ g; F/ }
{, q# B\\" I& e0 V) s) ]
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;2 b M' c- v7 O3 p
}& T$ S2 E) T- [6 {( c9 t
else3 w) e8 O& W T\\" s' c* O; Y8 o/ v
{2 t7 d6 z; A) k% m2 L7 _6 S
LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值6 u+ r. {, @3 B! n& Y( P! K
}
0 r0 c2 {$ j4 E1 G( L5 b$ s) F, v4 P LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用$ r9 S6 ~\\" m! R\\" f
FreeLu(); //释放Lu% b; x\\" ]0 m5 u: u x
}
习题:' S5 Q- V3 h2 e$ K
0 T( E1 | ?/ x
(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。 & O3 h. i: m, \5 e, s
3 m# d2 ]) `- Y- C' M
(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)= k: o\" Y0 |# W) `: ^
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
\" {: ~/ `8 G1 i# {8 L& S. N b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
8 F' ~) y+ A# B\" ^, G$ a c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],8 \* \3 @9 L4 ~. \; j6 u8 i8 x1 }6 g
t=clock(),
4 C4 A* @# p, ^5 t& \ d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
0 U. V; |0 R$ E8 W 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 U; A+ x/ t* X9 k; m) J ~$ F
5. 4.0 ^\" ?3 N. G6 J f6 J- N, i
time=0.875 seconds.5 e; m4 J4 a' Y4 a3 ~, f }; S# x' E* Q
请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];) Z; U3 ]) h# b* c! d7 u1 G: J, ]
b=[2.,1.;1.,2.];* }/ }% i% t( o: @+ n6 C- ], @
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];8 ^' m: ]! d2 b, d x
tic,/ |0 E7 A# s! O. d# R
d=a*b;. ]9 N. H9 N+ W, c! k6 t; H
for i=1:1000000
% _7 V- U Y8 s/ d. ^4 {+ P# v! I9 _9 X d=d*c*b;
: R9 ^, `: |! X5 E) {% I1 {; A5 Y5 H: M end) H! i7 V* ~: D: ?6 A4 r4 H
d,' u1 I\" s5 q& w
toc 复制代码 结果:d =
2 S, P: P! k( Q) S# d$ B 4 53 ` v! u/ }7 x9 A0 ~, H1 H
5 4* X- |9 c2 \8 H. x7 _! R
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 M) f8 @; ?$ G0 [# \
zan