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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。9 l$ t: s% k" N8 Q
0 D/ f& w3 p% A! N& B4 w! G9 G4 R 基本要点:
; M* r% X- t2 T5 Q: } 6 Q0 _ b N* r
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。3 E! E& A# S' J7 I( u* I' e
% n0 e* K. \1 n! b. ]( 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。
3 S) d8 A B8 f1 d, K k4 z
! o8 y8 r1 {2 U8 _9 T" ~/ `. a6 Z$ _ (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
2 n1 E2 N4 |4 \; n, t6 x
; |, [0 Y5 B' G# d* C3 w (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>' M7 [' n+ T s: o5 q
#include <iostream>
$ F# x% G% U: f5 W% @$ ^' o #include <math.h>
\\" z; N- z\\" |9 P) s #include "lu32.h"
F$ \9 N5 K/ L! s2 Y. I) X6 w\\" z $ U1 w6 @6 } r3 z
#pragma comment( lib, "lu32.lib" )0 I* m. I$ A* e8 g. \# U
, o% C5 T' {& M, e6 a
using namespace std;
/ b) \4 y; K' P* y7 ?
% ~) k2 r; v4 `9 r6 N: a- O6 z, ? luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
$ X# _, R1 o3 u# `( D
, _3 [& x. b1 F; i$ A% v4 a7 i 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
; Q% M2 @! t- B& l L {
* w$ N: R6 y\\" ~, i3 O( q. J wcout<<pch;
7 Y( A( w2 n9 s5 J6 J+ \7 Q }; U2 X6 z6 z& q! W* G0 V2 S, {: 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
q\\" ^( @$ o4 o2 L0 t) i/ U {) S9 D0 j* p! f. N6 s, l4 D
}* F5 o$ {: t' `; p
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数( _! f g9 O. Z; {
{5 P2 D' P- G# F' A; ~* J) `1 a
LuData a;
, V* H w1 d. t1 t5 z9 m. P luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;5 X Q/ m\\" p7 D0 R/ O8 C
luVOID i,j,k,m,n,u,v;. o& {2 Z! c4 A4 D
double *pa,*pb,*pc;4 j4 G* \0 E& h; [9 | i
luMessage pMessage;
8 W# n\\" h- N# \- O\\" c' y( { wchar_t wchNum[32];, d) F4 A$ y( K Q
char chNum[32];
5 A) h) Q2 x- ^( }3 }0 H a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
+ N% B# R8 Q( h4 n$ P' m1 E switch(theOperator)
% K) s. l# q( K3 i {
8 |5 ?\\" Q- y% _3 T- F( i case 2: //重载运算符*5 S3 g; f4 N; h8 T# | W
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
/ M7 T* {) A\\" i7 r\\" E pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- @( ?( h\\" Z% v' W+ z if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
2 x2 b6 d+ [: r5 z) x if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
. L+ @/ P( a0 u, A( Q& k1 W& k if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配$ |: U& \4 W3 P7 R4 W* r
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
$ a* @\\" G( U9 i9 J if(!pRealArray3) break;
* |( L% O: \6 c8 a pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小9 t+ {( m9 r9 s; [( M. @* w3 b7 J
pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
: c3 t( A) h9 K: `7 T8 V' Q! o! P7 Z m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
4 P, V3 y6 u9 v1 i% G5 l for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘& P, o2 K2 I! S# v9 n\\" R
{
2 x0 p* \: _! x4 S. [+ s# U# D for(j=0; j<k; j++)8 ~' B\\" Z3 S6 K
{
9 S8 j, l& m# o3 x: { u=i*k+j; pc[u]=0.0;
8 Y, }) ?& x9 v. z4 `5 Q for (v=0; v<n; v++)- \& o7 V0 D2 W K& r5 c+ K9 `, R
{+ ]6 A; a- q4 R6 ?$ T8 s
pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
) Q' F* S, U- Y8 @4 ^- R9 r& g }
1 [! F( ?5 `2 ]0 m) F7 j }
% i3 |0 v# D* q }( M- q3 F5 k& j5 m7 M: s! M* E
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象! f; w$ T5 V\\" k& L( \0 D
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;\\" w4 n+ E: L. q7 R2 w, }
break;5 k5 ?0 q# A s4 [* G) n
case 25: //重载运算符.*
8 G- ~* y( t- {\\" P+ h0 I pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);3 A. k3 Y. H1 _ {- Y, I
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);( ^1 a9 D3 w+ r; K
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组9 t! N i7 T m/ |: q1 q' K
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)/ Q2 @6 N5 I& y\\" E( G0 B) K\\" Z8 B
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同1 M4 W4 h) n: |! Q4 t
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象! t6 i. _! U\\" h2 R- z, [
if(!pRealArray3) break;
; o$ L4 R. K% @2 j3 j- X! X pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小: M8 E* c! _/ K( ?) }
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
y; T) @: J# T$ }/ Y FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
4 f4 S* F2 {+ m a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;6 x8 `! H$ j5 ^5 P) ]
break;
+ g4 y7 N\\" t! m. l+ Y' [, Q case 46: //重载函数new6 M8 I% A, [. \1 b0 E
a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数6 [7 h& i8 x, j0 Z
if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型6 H6 W# s0 T\\" i2 M5 r% I7 P# d2 l
break;
\\" x% ], W( ]* s( m; A2 ~* J case 49: //重载函数o$ y/ r- Y; i$ K; _6 d; E5 I
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);/ a: m! S) ?% P% \9 s
if(!pMessage) break;
9 v# t( N) j/ k9 l. [# V pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
* E* E\\" q( T( Y q\\" A I+ H. L if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
: |2 Y5 b0 y- H2 {0 c$ f\\" E0 a1 a if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
) U! Y1 Q* M4 h T( O1 e pa=pRealArray1->Array;
1 P' ]3 d; C- p$ C3 y) t$ K7 \\\" M m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;0 i4 M3 T$ ]/ w8 A5 T$ O: ~
for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
1 d. \1 v8 ` U1 y {
+ H' U* K5 L- G9 D; W2 ? pMessage(L"\r\n"); k+=2;0 z! T; C- g6 D' `# v5 J0 `
for(j=0; j<n; j++): J, Q0 o' ?. L& o% u
{/ P. l% K3 c# A: f5 b8 T7 P
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
7 p0 x' U1 `4 o+ c$ B* i$ B; e: j for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
7 f6 s. Z) }; v) y) o5 i wchNum[u]='\0';' e* ~3 m% J5 I, n2 A
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
$ ?3 L% J5 G7 U( L9 y }' S9 r+ G/ y/ z: v4 a- Z) A\\" R
}& H\\" ~, Y+ }; A/ M/ q: z
pMessage(L"\r\n"); k+=2;
0 q: F& h- B3 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
, z\\" n) g$ A. k2 E; Z\\" L break;- t* w6 h# F* S4 W8 ?
default:
0 x\\" V& t( y1 X\\" L break;
& j% ?* p- Q' d }
r. b2 |# X% u* g8 p- K$ B- s return a;, G* W\\" s- ], C- n* A
}. R) N; [' T\\" u4 Y( m# w+ \
void main(void)+ I6 ~6 I: a6 u& H
{8 Q: k G! ?3 w$ g
void *hFor; //表达式句柄; P a\\" V. @; y3 e) p# S
luINT nPara; //存放表达式的自变量个数. k) H. g$ e0 b# z
LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
1 T7 _( y3 X- b9 Z: K: J/ m# B luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
' X* B S. j: M$ Q int ErrCode; //错误代码- \& v) _9 Y' ~\\" P- d$ Y6 M f
void *v;
, n/ |3 o0 \0 b' U3 u% ] 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
b) a2 G& n& D- z //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
0 `) D, Q9 [$ A5 Z4 n- _3 x LuData Val;
9 n& N2 T1 s2 ] if(!InitLu()) return; //初始化Lu$ m6 B2 P r4 ^* V* ~
while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
2 y; c. y5 R# X9 c% A2 a8 s3 [+ W 5 J7 X5 u% q x( K- T+ S
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量% r8 R4 l; v+ p2 D* E
SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
' r% g4 Q6 H7 G8 y* F 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( h7 p+ ~+ A# `
wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文5 `2 r! [* ~6 K0 D) L# o; N
\\" x8 i* Q) E6 f/ Z ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
) a; u* K+ W2 w if(ErrCode)
k7 P7 m\\" }. W, |/ Z9 n ] {, x4 r* x! v, s( d
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
2 k4 @6 J* I3 H6 A6 ` }
( M9 Y: ^; }7 Q else2 m' n; W5 N& [- M( v/ U+ O) y
{
/ q j, n% M/ g LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值( l R! r. S8 A1 r9 v( K
}
( g' I4 v+ f: m LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用. p% r4 D- i& s$ z3 U+ V8 K0 ]# ~
FreeLu(); //释放Lu1 `2 n/ w' m) ~ K\\" W
}
习题:
3 Q) ], j$ q2 l" b& x8 H1 S" v
0 e7 M* F& {$ n0 Y0 q/ B0 | (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, [6 I8 Y' J) I: F
6 I/ k+ `( P2 {) z9 W. 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)=- E2 }* z) m1 w1 A' ~/ P0 k
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.], R n1 }5 g' r9 }
b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
4 z. o& K) p# [6 R c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
# C4 O* y+ s# d+ l7 k8 {* p% R t=clock(),
. Y/ o. f) x5 `\" \& p$ B$ X/ z% | d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
t+ H. E4 J- \- t; r1 N: Y1 X2 X: j' x 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./ S0 r$ a2 g4 m% Z7 h* _2 U% R! u3 G
5. 4.* X( B! k0 \) [1 |$ r
time=0.875 seconds.
* A; |% X1 ?% f i {* M 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
+ x% ?& e7 |! [& E1 s b=[2.,1.;1.,2.];/ o7 m) U! z m6 O: s) v
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];* o: x5 o\" m Z( R. x2 C6 t
tic,
8 C2 k1 u3 H# c$ O7 A! C d=a*b;9 L8 ?- X1 V/ |6 B
for i=1:1000000
* A3 x. \# _) |9 T7 R d=d*c*b;, w5 W% }/ @: V. y* l
end\" X& R\" i( _ h
d,
* x* A) a% ]( V\" U8 @. |( D toc 复制代码 结果:d =
9 H: F/ A6 M. ]# y5 n, p 4 5
7 W! z3 b% E) h# T0 O7 E 5 4
& L G: J5 w6 m 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。
: q8 @9 S2 p0 N
zan