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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
 |
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。/ {& ]" l4 a# _3 p% e
$ k, A9 n* y- u% Z 基本要点:6 x! g1 K& I& t0 \: P& p# V
* w$ g, ?: _1 P2 }+ u
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
' M, ~& E- } `/ a) F' E/ d* j" ~" {$ S% j$ U! T8 u& B/ U
(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。* n7 b3 ~. Z3 N6 J8 z
: o5 L9 B/ s9 r. k6 @ (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。+ h! j) L; Z X# Z1 t8 e& g+ l
# D$ ]( T+ N1 c& C( j5 g
(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>! b% k' w\\" D I4 D9 B
- #include <iostream>+ j\\" I6 D4 {\\" J# Q2 Q: u3 G
- #include <math.h>) x6 s2 P; |9 E- x8 c3 z3 L/ }
- #include "lu32.h"
- / l: w& f* O! C. F
- ' t+ e\\" l. j3 d& |
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )$ @9 W1 b# T2 `7 V
- 5 R: b2 D9 F/ w* Z* j3 B, ?
- using namespace std;( @3 m5 R8 y I* v
- . W, Q$ [ Q( V
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 8 g8 O9 K, ]9 I6 A8 x3 A
- : Q) F& G& E7 J' R' a
- 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
- / A4 ?8 b$ }, t5 h* v% n, K
- {
- , j j3 i9 |* j$ S
- wcout<<pch;$ z) K7 A\\" P9 I+ u* w% F: M
- }
- K* o\\" F# P$ m* q( @, x
- 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 ^6 m, r6 W$ d z: }8 n
- {2 d( u- I( \( W( ^! D
- }
- 3 E2 q- s/ J4 ~, s' k' H
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- 4 M7 A: ~\\" o* \& e) B
- {
- ; a% m- m% W F0 T* ]- I
- LuData a;& D) F3 a% T; X2 U5 D9 i% B
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;( w/ d2 g- \, S- ]5 Y
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;; N. ^' F\\" L( L5 u
- double *pa,*pb,*pc;
- / i' e( D( z/ l\\" ~8 @
- luMessage pMessage;
- 5 j; P; k+ P' r+ y: V9 J
- wchar_t wchNum[32];
- + r5 Y, c2 e) F( @- Q( W/ E) L
- char chNum[32];
- ! z/ D: ]* N% K7 J: W+ W, t
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 1 [5 G Z2 m$ ]7 N+ K0 J. P
- switch(theOperator)
- ; L0 ^! j2 `4 g: R$ S$ k! X
- {
- ! y k0 V; P5 ]7 H* g$ }! o6 z& K
- case 2: //重载运算符*- L9 j$ v+ H2 l7 t; A
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);1 _. q1 u& Z' Y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);& Q; l; e/ |' c
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组* L! c$ y/ O3 ?+ Z
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵). Q- v* T& l0 J; @+ V3 i I- J n
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- % ]: V% o: L- x* H& j$ b
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- \\" u) t% E4 f1 w
- if(!pRealArray3) break;2 ], X h, G# W+ A- b: O$ b
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小& [# }4 J) `0 j
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- - v) ?& Z7 g3 b/ C+ L: y2 p* }5 T
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- ; v0 P2 V& ~7 |3 s7 M3 q% I
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘 x, o* \) H8 \& E: N) u% w/ e
- {
- ; M( }0 t\\" f, \( O \
- for(j=0; j<k; j++)
- ?! l\\" V* i# e& j) p6 ]) Y4 x
- {
- $ k9 a8 C% ~' d/ `+ A1 i
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- + r2 ]8 y/ v5 ]( i\\" D5 k
- for (v=0; v<n; v++)4 e4 g y+ V7 m8 R X3 _8 q9 c
- {& N) K$ Q; d+ x* m! b+ O8 W* w
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 2 v5 s: U) P* C. e& e
- }
- # U }9 U- S- r$ P2 B0 G\\" k
- }
- 4 N) T5 Y# S$ }+ |8 {
- }2 v9 q* H/ j9 ~4 k6 D6 |
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象# O' ]. I/ O G2 h% q' b/ i
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 4 T+ F1 B$ g0 {# O, J
- break;& L! d9 j) w1 k\\" ^$ I$ `
- case 25: //重载运算符.*
- ' Z1 T9 `7 x2 |
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 x8 k5 K& B/ c6 ]) ]
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- - v# N$ X+ d6 L5 A) z
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组0 P+ y6 u% Y: m! n+ g
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵), E/ c. L9 h5 A
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同9 F4 O1 O( G3 `9 t, q5 o1 V
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象6 w, l+ Q+ u4 E2 y; O+ e+ P5 z$ C
- if(!pRealArray3) break;
- 3 W! D. B3 [% F0 D2 ~
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 8 y# X6 w5 }7 j5 y6 O
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 6 G6 o' X' W+ x. n0 M
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ) [& U; s4 C+ _; r* }* P) i3 r
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3; h! v0 v% o1 e# i! K; g3 X. p: b
- break;
- / I5 ^0 Y! ~; p: X: g% d; W; z
- case 46: //重载函数new% R7 w5 }1 r: G7 B( O
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数+ b% m. W. |$ K. i1 o! R
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- 6 I% |# ^$ Y! r' c
- break;7 w/ r C, x2 G# `2 K- C
- case 49: //重载函数o, ^3 e( r5 F. J
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);. X4 F; p3 E- [9 [# p8 P0 w9 @7 i
- if(!pMessage) break;; W3 {7 }. D4 R) K- K
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ) [# i4 W5 S! t+ v/ f
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组; f2 m; p2 f# E0 @' ]& m; K0 b, x
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 0 `4 g8 ` g! |/ r! Y\\" D
- pa=pRealArray1->Array;$ W J& W, M8 ?
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;$ F' E1 G9 D- t, {- x/ ` Y+ U
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- T+ y2 }/ P5 v$ h
- {
- 0 @+ r& b. A2 A9 _, X
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;; |* M7 ^7 j3 d* Y- h
- for(j=0; j<n; j++)& s( u; J7 T3 D
- {9 u H' [0 Y7 R% C- E8 l\\" ^3 _& r' T: o# ]
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- / G/ P4 t: ?& _& o
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- + b\\" x( a4 K1 f8 r- s H
- wchNum[u]='\0';
- \\" Y0 w* K% _( U, L1 d# V9 H
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;\\" z7 o: Y9 F5 t
- }
- ( a% _# a% _+ B* c7 W3 K
- }) h8 f8 a3 @, Y N; v1 V! ^0 `$ U- _
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;4 Z S/ f' {6 O K
- 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- _0 K6 O3 \6 o0 q
- break;
- , J* b/ w* S6 K& Q: z6 q
- default:/ x% F, o. `9 l* M K+ A
- break;\\" n+ x# |& V- M\\" U8 ~: X4 k
- }; I5 j# O4 Y( ~4 A) g
- return a;# [0 p, ^' `3 ]; V
- }& x2 [- l/ P4 F, t8 C
- void main(void), s. [( \) g5 d. w4 C8 I
- { I7 p; W. e5 r' \! a
- void *hFor; //表达式句柄, x( M; M: D2 A$ z) ^4 {* x* S\\" W5 o
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- ' I1 E9 j5 C7 S# K% C: I
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针0 u4 X; y; E8 T\\" S, k* J
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- ; [ P |' k' r8 I1 q) p
- int ErrCode; //错误代码
- 8 q3 t- Y7 w* I6 h/ \( h
- void *v;
- U7 ?1 B2 W- V/ o
- 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
- 2 t& H) ^0 U. P! w) ?. U
- //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/ H# A( ]5 L3 [$ ^( S
- LuData Val;
- $ y+ q8 x9 B) K/ Y
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- * q& i a: a. H
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型% c\\" W; ^4 _! E; h5 k\\" P5 |
- 7 ~4 K0 {+ q g0 q1 H& @- @
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量# Q- X4 |8 W$ ]- Y9 U( \7 j' q
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 4 S0 n! K9 M+ P! h* ?/ m
- 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/ l6 o: q% Q9 l+ t
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- 3 O\\" J1 h7 J O, X7 N
-
- 1 a/ _+ P\\" \9 Q* t: c
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式7 \: Y$ s) A% F8 V- C' w2 E- a6 e
- if(ErrCode)! A; ~/ O5 e* i5 r6 _$ g6 F' P r
- {
- 0 @$ ~/ ]\\" x$ X* Y6 O; l
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;! `, A' U$ V1 q) k
- }
- 5 W8 U/ O. r1 u3 A
- else% s5 y/ B* o n8 O
- {
- % a9 f\\" h# v: O
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值( R4 r/ ~, m: [* L; ]. |9 _8 P
- }
- ' O& J8 ]! i& Q( a, s% g
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用: `6 y: t$ T- `; D) T/ ?
- FreeLu(); //释放Lu8 @0 C& U2 F, S7 g; ^
- }
习题:
# M) d9 j. T4 n8 |& H0 {' b% I% b4 I. }+ s [3 ^+ u7 B% 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。 |% n* k( m7 T2 c1 @6 c8 Y
& o, g8 ?2 b* j/ T& d! [6 A (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)=0 O) i0 p/ Y$ ]; A\" `( E0 ~9 m
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],: H5 G% ]3 B; B
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],: h8 s8 P3 @; n0 p
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],# U, n4 F9 ^7 S5 |5 q
- t=clock(),0 `9 w6 {1 z0 n* t L$ \. P
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
) A- b5 {# {; i - 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.
8 w% `5 m: @( k9 b0 [ - 5. 4.) F# G, y* E0 f( i
- time=0.875 seconds.) G, n+ o. E0 b _8 ]
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];, c' L+ V9 }4 r8 y/ }
- b=[2.,1.;1.,2.];1 j' |: r- W8 s9 z( K\" \$ e/ g
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
2 e* ?' {: G5 X6 a' a3 O - tic,+ t4 d' l2 O2 X: D! t; k/ l\" ^
- d=a*b;
' I- b0 N8 l) h3 z+ q' k - for i=1:1000000
+ w$ I' e1 Y9 _. N- b3 ?( P( X f& _) J - d=d*c*b;
5 X) l7 D- b- [5 g! m- h4 ` - end# r! Y( \+ C& w+ `# G' W' X, u
- d,5 p7 ], B( Z9 F' r
- toc
复制代码 结果:- d =
/ H. \* W& m, C9 D9 d - 4 5
g. ?7 j8 z1 C - 5 4
) R! z7 }$ {7 z2 a+ R$ n - 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。, y" `0 b) i2 G. S2 V! q1 S
|
zan
|