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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。7 Y( y, x# d3 D$ f& e: w6 z
5 k# h3 v5 [) ? 基本要点:
" V7 d( v, i) S
& l' ]: d+ o% x4 s4 `8 W (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
: ?& r% A$ T5 R% h& w4 G7 H# n, o6 m, e1 g3 ~5 c
(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。. x8 m2 V; ]1 h
) W; m, J d w* [: s (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
, W( n- J, K6 |. ~2 \! i( s8 l6 I, f G. b* z, 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>/ Y# u* F1 b1 B3 Z9 {
- #include <iostream>
- 4 E ^- f, I! X' B A, D3 ~
- #include <math.h>' m- I1 G2 j9 r
- #include "lu32.h"
- K- @2 o. A/ J
- ' C& J9 A9 p& C' {- G: S
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )9 z# L3 s- F$ Z. T\\" [( u; G [\\" [9 F
- - `% n7 y; }; i/ E
- using namespace std;- n; |( T- D/ _8 `3 W ?4 s# S
- * ]( x/ ~) [+ E+ M9 K0 O$ Y
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定: x7 J) d0 C, y2 Q: h4 X& i
- : L# g6 b! j F4 z u
- 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 : p x7 m4 Z# B# S1 C
- {5 J) Z' B1 t: b
- wcout<<pch;& Z B' M3 b# [! Y7 T; N$ C! `: Q
- }
- ' p- L; ?4 \6 j8 H* _2 s* k4 j
- 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
- * e# u1 ?\\" O6 n& N
- {
- ) a6 g# N- O [. q5 R& f% q1 S; h
- }. b0 ~4 B: ^# A5 J- e7 Q
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数+ p& o! K( C/ d( U4 q& e
- {
- ) D; d2 }: Z9 w( z3 Z5 D
- LuData a;
- ' T y* j# v- h& n# s\\" y* _5 `' t) R
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- , _& n, p) W8 p: o
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;\\" X$ F9 u8 H8 e5 ]
- double *pa,*pb,*pc;
- 7 k; C\\" Q8 o7 ~3 a
- luMessage pMessage; [) ?1 W0 O+ E' `. F H5 q
- wchar_t wchNum[32];
- ) t; G9 m; W4 j
- char chNum[32];. ?+ C9 _7 I+ E/ A$ d4 R
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 6 K* _) R3 `: F2 _/ Y
- switch(theOperator)
- $ q8 m: ?8 I9 ?. a2 N7 ^$ X' M7 w
- {$ V0 t6 _, o/ ?: ^
- case 2: //重载运算符*
- 9 Q, d, a\\" n8 m* v! I
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- \\" p/ U( W( E) U. L) V2 D% J1 K
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- $ X+ G; f) a- v3 |: q
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ) n8 L9 S/ _1 J* Y0 P
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ! Q, b2 S% L, }# y: z
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- $ a7 {, h: r# b) [* u
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- # }1 K G0 t: {' p, ~. E
- if(!pRealArray3) break;
- 3 h# P# X\\" [- R, R
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小4 Y5 b, ?) G ]) J
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;2 G) c: H; H$ K* v3 y
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];$ Y. r N; D4 c; k
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘8 s* u4 u0 d$ ?$ U# C) y( b
- {% X# |* }# c4 l
- for(j=0; j<k; j++). Y+ Z+ C& ?, s& V1 `
- {) D. g2 i8 o, N/ y9 U
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;3 |' M* ?5 i1 w n7 O, q% r( |
- for (v=0; v<n; v++)
- ! U# F1 _ b8 q' [! [$ h, u' }
- {
- 1 a0 r+ K5 d; c
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];, B/ L# l7 {2 i4 Y* G) m
- }9 b9 B\\" l% n* F& I6 F9 y
- }
- ) P, D/ J' ~+ Z/ D- E
- }
- - n% \: h- [; d) O
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象9 a& C* D. R l
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- $ _ k4 K% A8 h/ \! g/ v
- break;, Q\\" L! r: c, i1 E# h$ l+ }
- case 25: //重载运算符.*! v1 e! a6 T9 H( s; A0 a
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- : D( h8 M: y# z+ g* N
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* ~2 T9 z& \/ r: S8 [* b9 H) M2 U
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- & D3 Q: n8 c: X, _) i1 N$ d
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)- s9 u: y4 ]+ d6 r9 _* D3 c( C
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同5 W5 y\\" c) k1 g6 g. w
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象 g8 w/ }' W* a1 r# i/ X: I
- if(!pRealArray3) break;
- 3 M2 h1 f( O- I
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- : T2 {7 L' F! R4 k) l6 U
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘1 p; d1 V) P! f: n. [
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象' Q+ z3 G% }# ?1 `
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- [6 f/ T6 I L7 [1 o
- break;
- \\" n1 L \! C' F' ^- u T
- case 46: //重载函数new
- 6 Y( b$ j, p- d
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- % c# U7 x8 }& b& H- K
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型5 N U\\" O! }! ^, f. P' A6 R
- break;
- / ^% a. f. F+ y
- case 49: //重载函数o( g! B$ Y8 f0 K# b3 {7 C) a
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);% H! u& q\\" E4 h/ s% ~9 |: W+ @
- if(!pMessage) break;
- ) S' m; I: t& h. K; Q\\" n. E0 a' _
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 7 [/ I& `5 ]5 i\\" J5 z
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- & D7 @\\" S0 x6 l; {2 Y
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)( E+ C7 a0 E% X9 N$ P2 f7 K2 Z* Y
- pa=pRealArray1->Array;8 l7 g) ]$ W! @& o
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0; C+ Y s; s5 _4 C1 F3 f
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 9 M3 l' ?: ]& g4 H X\\" f
- {
- 9 E6 n* x' Y* I# N4 v
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- ) u7 J. G3 ]* N\\" y+ C
- for(j=0; j<n; j++)$ P- |\\" Z$ b+ [: J9 V\\" @) T
- {
- 0 @+ n8 n2 p- t3 C1 ~\\" Q. m
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- * x0 G/ O& h$ A+ ]* g, \# I; @) _
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}* ]2 b1 i @5 F2 Z
- wchNum[u]='\0';0 ~( p% r( ~, |+ k2 J5 o
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- ( h S7 p* z\\" B+ K
- }' Y! N8 w5 [1 K
- }) p7 M4 r6 X( `/ U0 y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;$ H4 |\\" y, U l; c' D' H5 t
- 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8 r. x8 f3 v# ?\\" W$ [! V+ u8 V5 i
- break;
- 6 M% \+ j- D8 y
- default:
- 1 m3 `( R' ^0 j2 L& T
- break;
- \\" W8 y\\" f4 ~- \
- }3 R H) p' l4 t+ R/ @) N
- return a;, t) l) H# r K; ?
- }
- % r' J& {4 L# @. H
- void main(void)3 o, H+ `5 b3 e$ ?/ s$ ~
- {. e1 r+ x2 P5 j
- void *hFor; //表达式句柄
- ' V. k) |2 ]- h0 H/ _
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数( w' \; C& \0 ^) e( M
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- % K# e- s) R+ o\\" _* }# a( @
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置 y$ i! i: r2 C
- int ErrCode; //错误代码
- $ J1 N8 @7 m z1 U5 x+ D\\" H7 K
- void *v;
- 3 r, d% d2 I( u! r/ M7 c4 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
- & i$ ~% w/ `5 K( c+ u1 Q
- //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
- 5 b3 ~, h8 \5 d2 z1 f
- LuData Val;* ~\\" `, o9 y: r! C- ~
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- % x9 |# V) H8 ] @
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- z2 E% T: N9 E7 V% A0 s
- * U2 ]% H. h: h b. A
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量& x6 W2 e8 U7 {% F, q
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- . f( ~( d0 Z& \% q5 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9 _\\" Z% m2 S. E3 d, X4 Y0 K
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文( o6 C\\" I# l9 K5 R! d6 J
- 5 ]* i4 t% u( k2 e' z x/ N\\" N
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- $ a1 T$ d\\" t5 G+ a/ F2 V\\" {+ s
- if(ErrCode)) B) u! R; C% a! M+ m% m
- {! p2 t, Z7 s% }& v; Q' @+ q9 q
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- ! g3 A' T8 W& k+ b M+ o, J
- }
- & Q$ u- n* I9 _4 @; c Z @
- else
- 2 B7 T2 N1 k, w% y
- {5 L8 Y% |; H8 `) f\\" J+ N' f
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- - ]2 | U) F5 f: d+ z
- }+ v- O7 s5 X6 [2 i
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 7 {* X Z$ Y% {! x+ D
- FreeLu(); //释放Lu
- . f\\" C: Y! O/ J/ _$ r7 Z
- }
习题:
, H# }, ?( ^1 x2 m- d8 m% i& e2 l* U2 s' R
(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。
! ]7 O6 D1 ~/ q& s2 F! r0 G" s/ y+ s$ Q& o9 R# t D# L
(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)=
3 ?5 l1 g, x) j# y) H$ b& i& v - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
$ Y: a0 Q4 f3 p- H6 E& A\" p8 q# K - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
6 P; M( c$ ?/ y' { - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
! p\" G% a, ?$ {& j) J - t=clock(),
2 v t% q- s0 C - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
\" x' H Z. u7 _3 E+ B& u6 O4 ~ - 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.
2 X; b# O; I5 v+ } - 5. 4.3 |8 b* D3 K, f+ w$ U
- time=0.875 seconds.' G, G0 d2 N& s8 j
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];' o# G# D- M8 S\" o; R# p
- b=[2.,1.;1.,2.];
; P( S N7 |. V3 X8 e - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
. y! x0 k- y) {. |5 V - tic,
( \- l7 H8 W. r7 Z - d=a*b;. O% [4 p4 R. i* ^ q
- for i=1:1000000
# K- P# e/ [2 C4 M% y1 ?$ t - d=d*c*b;# o6 N- ]8 i2 L7 }
- end\" d( ?\" R3 _; H: V9 i
- d,, x! ]3 N! B. S/ v0 d |\" d8 K3 x0 A. {
- toc
复制代码 结果:- d =$ \& `5 l0 T8 I5 e
- 4 5
6 K9 i! [0 |0 w\" {6 F - 5 4. H2 u; C) w( y. K# s6 U+ R9 D
- 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。
* V) O) f4 z7 W* H" m |
zan
|