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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。) C/ e8 h+ J. Z2 v
6 W9 {- O4 C# B: d' k7 A3 L5 m 基本要点:
$ {" ~: O5 g: q: O ( u( _) n/ u2 ?& E" k# a
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。. }1 E0 d8 j ], ^( d; I
# a" J- a8 b# G2 h$ a
(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。) M1 i2 C+ d/ Z0 v; p* F8 [
! X2 J# W L) z* r- i! { (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
! E% N% v- H$ r. v- f. D; U2 s . N. [0 _) Z4 I1 {% 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>% M1 X! W; N# n& f' {
#include <iostream>, W* Z, X; n3 R6 i' n1 k9 I
#include <math.h>
! y, |1 h! L' Z$ D. f- J6 m0 l #include "lu32.h"8 A, z/ B( ~* u8 \% p
/ I, [' n2 F% X Q #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
5 V0 ]7 B0 ]7 }$ I8 a9 a 9 l* J) J. w/ k6 B& j
using namespace std;
3 _. n# P6 {1 y! ?4 w
m5 {# U U0 A9 d9 d luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定& w5 F) A+ w- j# f/ X+ Z5 b o
% V% Y; N* a% d
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
# z5 T8 p8 P+ k9 U) R. M& ] {8 a3 |0 k/ N6 g# }8 }5 U* Q
wcout<<pch;
$ ?- H% K! {! o* A8 v }
, O7 d, R2 d9 w8 ~2 B7 u }7 ` 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
. D, p+ k( u% Y3 M% x {) u* {: T/ _1 h7 }3 }, l% h, }! [
}1 T2 V O8 \; N* t: Y\\" g
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数- |1 H\\" n2 W; o$ s1 d9 _+ I
{# v7 Z: O# E- K, i& j
LuData a;
- e$ g' j9 E8 ~6 z: [0 u9 ]* t. \ luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
% ~9 g4 T4 F' d6 I luVOID i,j,k,m,n,u,v;, D9 Q7 P4 \+ e t. k# J0 V
double *pa,*pb,*pc;
/ O1 C5 p/ t: v; ~! O$ E luMessage pMessage;
8 f# V, y( ^5 J( n) ^: i! I5 V wchar_t wchNum[32];/ k, W7 p3 }2 I
char chNum[32];
8 M& g- E( p# _) P; u+ r a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
+ _+ O& ?. u0 D3 C2 W4 O switch(theOperator)7 G- N5 K+ x% y. u, ^' k1 k# H C7 _
{2 J3 g% |) C- Q. A
case 2: //重载运算符*' u+ Z2 \# ^+ ^3 p3 }' r$ a
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- d' R/ @6 n% E3 G pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) Q4 u1 v$ U\\" V; @ B
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组3 @* q\\" ]$ i9 [
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)4 ~$ m4 h, W# H4 r4 w8 K: h5 `
if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配 ^% B; |, W1 c' N5 x
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
* b* ]: l( |( c, A, C' v if(!pRealArray3) break;; h. |8 L/ Z% b' k
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
% A: T$ C* `: z. X4 V pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
8 r) Y1 }+ K4 ]6 T) ?# H m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
6 M' A. d7 W }. @( F. @ for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
' O/ u\\" g8 G- V' X# a% ? {) v. \$ V! g9 u
for(j=0; j<k; j++)\\" y& G2 r6 }; ?2 Q\\" b
{$ f; P4 {( X7 r8 B% c6 z
u=i*k+j; pc[u]=0.0;, A- {' [- x, f2 j
for (v=0; v<n; v++)
, m3 q$ _8 @, E, W4 S! E {# M1 W5 g) p# H0 Z; O4 L$ w
pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];& Z1 w8 |5 @6 y
}
. U# L4 m2 }8 x }7 L2 _; { `1 B, h6 \ F
}
5 S% I# B1 S) \+ o2 P) a2 U\\" F FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
. @ V7 Q/ ]; [6 M/ t3 E M a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;/ v L4 b/ L% t' _; X
break;
; U! P* ~. S% H5 C case 25: //重载运算符.*$ b9 Z; r3 D$ y+ j. F z( f
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);/ Y( ~9 H4 k- V\\" g
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);3 Z3 G\\" B\\" P\\" T) s
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
( z! ^( L3 {/ k& J& R1 B if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
% q8 C0 ~! W+ x7 g6 B\\" c0 b if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同/ F# \/ j/ O( z0 e6 A1 G% l
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象; r7 }& l! H8 p' U5 g+ i
if(!pRealArray3) break;# |. ^! E! L% c, C; i' y. ^; ?. ]3 |
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小# ^& g7 G4 t! c, e, y' e
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘# _# ^: E\\" e- p2 `8 I) m& k
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
2 c4 `4 u4 D& A; q a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;1 O- ^( G0 p1 l# E+ }, F
break;5 v) Z& F2 Q% q D* @( a
case 46: //重载函数new
4 s3 n8 w9 q* R1 q+ W0 x4 y a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
5 p: `5 Z, ]( n2 m9 h2 [4 y if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型/ y8 Z( b( Z: T c) k) h
break;5 H# f% J; E: B$ V, `
case 49: //重载函数o
, J: M$ l3 p9 u. `$ w; r' L pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);$ ~, `3 V4 b$ j' t
if(!pMessage) break;
\\" j* `7 Y8 s4 f: U1 w _ pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 ^6 d2 e# L* s7 ]! Y0 Q2 V( _) `* t+ l8 t
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
. V4 F3 }. T* x* t; d if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)- K, G8 a! y' D2 l
pa=pRealArray1->Array;
5 G: D* K3 t$ S( r. w& S5 d# o m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;: A4 B. T* t; q6 M; g
for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵9 \$ O- z0 E. I: ]7 Y/ J: q, g/ w0 R
{! a1 o' b _* d6 }+ C* E5 q
pMessage(L"\r\n"); k+=2;' S' T5 R) h& {4 Z
for(j=0; j<n; j++)% [- O( s0 e. K6 T* f
{
2 u$ j, l7 r8 u\\" W8 i/ t4 z _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
' a\\" a# v/ {% P1 b for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
/ u8 u2 f; m5 L1 F. W! v' N wchNum[u]='\0';2 [* D6 A4 G, A
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- M3 J: V: v& l; d6 s0 @+ R }2 t1 H! u. [! X& s- v
}& \3 i# i9 Q/ m$ c( |0 N6 n
pMessage(L"\r\n"); k+=2;
4 A9 |\\" c/ O9 r1 |) P6 |\\" M9 i 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+ b7 x: p4 b7 p; L, i
break;
\\" ?8 n2 j- ]' ?) ]( O default:
2 [; a7 F T\\" A7 s4 M. J8 e4 s\\" | break;7 [% Y. M; ?\\" f4 c. Q, {
}
- d# V) Q# v; l/ N+ Q2 L3 p return a;
: L! Z7 w8 O\\" U3 c# P }
2 W6 E1 O1 w* h8 z$ E void main(void)
k/ a, H1 t6 r- K/ Y& ]8 a/ i _ {
; {+ M' X$ Y$ Z# E: V void *hFor; //表达式句柄
- ]4 u- @2 E* a luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
/ {: \: [/ ~6 P+ [6 w: Z1 m LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针6 |# d0 L3 `3 ^2 q( C
luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
7 j8 {& U6 @( {7 S7 y$ b int ErrCode; //错误代码9 N\\" J9 x: c7 S2 J. s
void *v;
0 @. b8 z4 L# f5 W* w& X. T 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- s' h6 D+ {2 r8 [
//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4 d; Z! ?3 c4 S# k( B% S
LuData Val;* W5 r4 b% k8 C) \( [) d
if(!InitLu()) return; //初始化Lu
% L. Q& G; I- j( d9 c% V6 f0 s while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型- C! U$ x: M/ s5 \\\" y/ B. Z* {
# E: L2 `# ?2 {) @1 P% I; w Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
6 r) r& t4 A( D# q! S2 A p8 h) J SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量9 d; W8 S. U ~) P: J
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 G4 I% B6 K1 z8 N wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文% N# O b0 a4 P6 z9 D+ M% T( M1 `+ r& F
! E' ]4 L2 a H# n ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式. _, W- d2 [( S\\" B\\" [
if(ErrCode)% Q, k6 o6 i$ J
{! V% ]0 y! m( a; t8 f+ b
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
! s5 c, d, ^ e9 V+ q3 ~: I }
7 M3 s% m5 j3 G: B& X else$ @& a! B9 S$ B$ Q! w
{
+ d! F6 y3 Y6 d: J LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值 L4 O+ u& e# \6 r
}2 n! j& N$ C) f$ |; V1 h6 y
LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
: Z0 ?- C/ V8 F FreeLu(); //释放Lu
( @ M. Q* _: O; P }
习题:
& { V+ @5 |; v& j1 r5 m
7 L( S4 @4 p9 k (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。 # k' k: U$ w2 M
+ d' q h- g& g: e8 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)=8 C0 }4 r' M: a7 l5 x4 E, g4 a
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],) Y7 ^) T2 F( a* i4 L6 j1 h
b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],8 h4 y `4 O' L
c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],* w0 @. _6 ?8 ]\" N( h% F
t=clock(),
1 ?4 A, g6 j- Y' E\" Z8 r2 l: x d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
, i7 b( o! r, S( X: M } 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 ?0 t2 v\" _9 z
5. 4.
- F7 o: V6 z' }3 w5 `* K) B time=0.875 seconds.5 B, i+ s9 c- D5 L5 y- W
请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
. S( |) T# C$ P; \\" p( r4 N b=[2.,1.;1.,2.];
; A& p5 b: p i! L0 X c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
* }7 Y6 p4 t4 ?( {1 | tic,& T: z' c7 C( l3 s5 s7 O
d=a*b;7 B* i7 V$ Y: ]( ^
for i=1:1000000' z; d3 v) J/ m6 ^5 ~
d=d*c*b;
3 w! q3 m# L0 ^! J- C; I' d1 b* F end' s; z. i# M3 D
d,. O- A- u0 ?. S& T
toc 复制代码 结果:d =
3 Q8 O1 Z0 g% J7 t3 S+ M6 g3 G i 4 5
+ [1 |. e* R# G( Y* q- b8 B 5 49 W3 ], P+ r2 I3 m3 L0 E
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。0 I$ q" L% \1 t8 ?# {
zan