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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。
: H( g0 Y1 F+ |7 ` ; K V+ Q6 V3 q* H' @
基本要点:3 f F% Z- ^3 s8 Z0 [4 f
1 q) K' l6 M; m; F (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。$ K3 ~ m8 x5 j+ W
2 |& }3 {. a! ?6 N
(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。/ V h% z# m8 q2 f5 E
, R2 z. u! x+ ? b (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。' N& @3 y; b. S) ?9 w) J' S5 ~4 z
' }- \$ A1 a9 x3 M E% 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>
4 j9 D\\" C- {2 o' O #include <iostream>8 f/ b( P8 N# v. e, R {% l
#include <math.h> N' J6 q( L- o( F
#include "lu32.h"
8 G1 z4 |( u3 A
' K; `1 [0 b2 v) n' u1 {4 W #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
6 E) J8 e$ y S\\" C1 Y \\" \# g# |' G. ?6 p! ?
using namespace std;) g' R% o5 A; m5 c/ \
; s4 D) W3 L4 D e luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定0 @0 r; L' d3 x! @
8 K& v! F% k; s
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 7 d1 @; k1 }4 X\\" ?# J: U3 u
{
! K6 t' Z X: i. S/ p4 h4 D0 B | wcout<<pch;/ \8 e\\" J4 d- E9 v$ I* C8 n3 J
}) J8 n6 ^: \' y: P# ^
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
# m9 p$ ~. F* w- X: B {
: b1 Z( z7 S. |1 x. a+ e }$ m* _8 S' L# Z) h
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
& F- O) w* X! _) ` {8 y% l; N+ Y6 F. J* R7 a\\" L! E
LuData a;
& i; o4 m- `2 S: a! | luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;+ O. i) G+ n6 v i' f
luVOID i,j,k,m,n,u,v;% ~% u* q3 H+ x- J2 Y4 L
double *pa,*pb,*pc;
7 n) F0 [7 N4 D7 k1 E# ] luMessage pMessage;
, G& Q8 H6 {; c/ D% j. R wchar_t wchNum[32];
( q% o2 t1 b7 D/ j6 k char chNum[32];2 e\\" Y( R9 l: M) a
a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;! x5 ^! o% ]: M- ~: `! h+ _) D
switch(theOperator)# m& Y% w$ F' V. E8 `4 l* ?
{
) l' N$ k) \: S case 2: //重载运算符*5 @. Z! Q6 u, x3 M% ^( K
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);/ k# w6 l+ `$ \+ f: W+ l
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) H! j s7 p, x8 w( a
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
7 T9 {* ~7 S+ g2 g2 S( O if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)\\" D: a4 h, w+ }\\" ]0 a$ {
if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
t' O+ v4 g: m0 W pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
! U+ i\\" X& m* X# V if(!pRealArray3) break;
$ \2 h# ^0 m! ~# }0 ~$ X0 b* I9 g pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小4 p+ E2 R1 U. ^9 a C
pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
) b6 S& `$ c) F m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
' n2 J1 G\\" M3 \$ o2 S for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
0 v+ h1 ^: }. W1 T( y\\" t {% l. N4 q+ G3 p\\" W, z
for(j=0; j<k; j++)
) y$ a$ A' J% A* f+ } {! _' Z6 {& C% y0 Y+ C
u=i*k+j; pc[u]=0.0;
. a, b: T% V/ m* ~1 a for (v=0; v<n; v++)8 h\\" {/ P3 v y* j+ p2 ~! w# \
{\\" l' [( t* @ t0 V9 t
pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
9 [* @0 E# n: k- M4 f2 N }
3 N, o- D9 }/ {4 U }. b1 u% t2 b0 P* b
}
2 j2 X, l) C! f+ \ FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
: u- q\\" E3 s$ e( b4 j0 ? a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
* Z' m/ `% ]. c) T# `% o break;
6 L6 b) E! i* {5 i( g case 25: //重载运算符.*9 c8 c) I) t. y; Q
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) M( d9 N4 s0 j5 R7 @2 c j9 s
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) p' [- W V+ u7 ? {9 O, f/ Q& U
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组; X+ Z( E) J& v% d5 {. y
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)\\" _ V8 H, [4 |5 @* e
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同\\" g- T. E) a- m( x1 o
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象) u. t! V% x/ ?8 q/ W0 d
if(!pRealArray3) break;
4 O5 I5 O d1 v+ Q' e pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小* ~( l4 Q1 F$ R1 M
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
; {/ x8 M! P1 {% h6 }. e- O FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象; v3 r: d- F' Y
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
# Q$ F* g$ T& t% J7 Z; ~ {9 \ break;5 i4 c9 W+ @, g$ F/ l$ Q
case 46: //重载函数new
5 x* k3 n. s( e' j* ]6 p\\" @ a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
) i9 @ g0 w) O, T$ d( L if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型3 b2 U5 ]( f, ~0 I; O0 V+ C
break;; z/ t3 p% b$ h+ {
case 49: //重载函数o- s1 w. E) a& d' \\\" ]
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);2 v c S6 S5 _
if(!pMessage) break;
% }: j2 M8 S4 k. b$ A pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* {. \6 N: [ p6 \+ P# d
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
$ _0 e5 j+ y9 t! `3 w- d4 Y& f, X- F if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)3 a- b; G8 Q4 [1 j
pa=pRealArray1->Array;: ?4 s% y4 p8 t6 Z
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;1 M4 v$ T8 {% |1 H3 V
for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵8 \! j3 G* ]' M: p) S4 D! N
{! {. \8 J H+ k, p4 r
pMessage(L"\r\n"); k+=2;5 j( t. b6 p2 S! G6 y
for(j=0; j<n; j++)
. @0 E( M& j% [\\" d% {% i: D; } {3 A. I+ f9 r) G/ y
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);* \ D# D( y+ K/ W\\" [+ E
for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}7 y' h' _* M; n! d; C5 O
wchNum[u]='\0';
0 h4 h, {1 f' w, G9 e pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
2 k& j2 Y7 h\\" [9 d8 ]3 b9 a# ]+ p; r }+ x& E1 Y. X) n4 c2 H9 d7 u k( s
}
7 N5 g7 Q: Q( m$ Y2 I7 u pMessage(L"\r\n"); k+=2;1 F) l# f5 q* J! O9 G1 F
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
3 ~0 o\\" b+ w' d9 \* a% } break;* m9 u- l$ K2 @$ c
default:$ r7 z9 n7 H+ q% c2 M. s2 W- V
break;: e* v F! _ u( z' J
}
\\" T ]2 X& X* B+ ` return a;
. s) S* \- J. X7 { }
3 d# A& V; Z\\" R! p* C1 M! ? void main(void). c, Y6 U( ^8 t\\" n% y% O( Z
{
; S% i6 [+ f4 A K7 W; ~' v8 ^2 X* u void *hFor; //表达式句柄: z1 Q/ d, U! ?* U\\" I0 u
luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
* p8 q+ M7 n+ k w0 w$ | LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
* N3 Z8 j6 t% _; Z' b' U luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
9 L) w\\" a1 x% U# m, m, d9 q# ] int ErrCode; //错误代码
# @\\" |$ N\\" D I7 b# P0 H8 Y void *v;: R& x\\" x& \. Q- y; Z7 C$ ~& r, q
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% V6 _* ^) X3 L
//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
$ f; A1 m1 U8 q, u0 t LuData Val;, K5 |( H+ j1 }- g' G% t, ^1 t\\" o
if(!InitLu()) return; //初始化Lu
! W+ i ?/ @# F while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
) ?4 P6 Z1 w4 b , [% f* I. g! R4 A
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量 }- \, V7 z. A* p; x
SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量. ]- ^- B' o! }1 A5 B2 p
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
4 y* Z5 D0 p6 i$ z wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文0 m5 K7 f7 m+ z, K2 r- R; O
9 |6 T1 H, z/ N/ ^' @# Y5 h5 F
ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
% N F) J% p7 s5 ~ if(ErrCode)4 c) v5 K8 J* @
{
1 `/ [3 R2 X& h0 c1 y wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
9 }* K6 }: O3 w& B }5 O+ Z* |: b1 ~: X' D% t, V
else7 @1 O* K! k\\" ]$ G4 t
{
- v' t. Q0 x- x( o8 K+ t LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
5 N7 B& Q* x, H& c% f8 a }8 s: ?9 b% L, n! m
LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用9 y$ w- A u4 }* m
FreeLu(); //释放Lu; s( O4 g3 w- A$ h0 O
}
习题:
8 J+ N: G D' r
3 p& j1 C# b9 b$ D, n, f+ Z: l (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。 9 }" B, [, ~2 M% R1 G2 `. a
1 |: S( b: ^ T) i' D (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)=, q c; y2 T) n% K
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],1 H& P7 M6 D. D4 Z* Y# K0 q2 W& F
b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
7 Y& G9 m9 e1 n( T; s3 b2 S* L c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
$ D( m( b0 d q; z$ ^& @7 U t=clock(),
+ ?2 g& v\" b' I5 ?& j d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},/ a+ |6 v\" O, _6 t
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 s8 n0 `* H6 J7 m9 C% L
5. 4.& ]0 i; a3 o5 x% J$ C4 @
time=0.875 seconds.
- \, A$ Q\" x* d8 N! ^$ w9 q/ ^0 Q 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
1 b1 f# H) E* B9 D b=[2.,1.;1.,2.];! ]) T1 G5 r4 Q5 _% p( }
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];# @- a X/ L\" e
tic,
0 `! T+ Z0 p o4 _1 P d=a*b;
* M9 G& v) u. Z! V for i=1:1000000
+ U5 b, b\" P( h4 y+ s' w# j, e$ E( t d=d*c*b;- y+ x; N& }# v& d% q
end% M' e; h/ @+ ^- a) R. b0 B
d,, j; E' X+ W7 U
toc 复制代码 结果:d =
* \& B3 [4 S1 U* S$ K3 C 4 5
+ @6 i8 ]* G! ?! Z; Y. h5 r 5 4
- x5 B- R/ ?( p; `6 s; Z4 j 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。
. z! G& |9 c' M; I8 q- u
zan