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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。4 O$ p j* W3 p+ R( a+ ?" M/ }
* U7 _! T6 J) Y* X" L
基本要点:
9 e* e: y2 O6 `* L# ^! `. U3 F
0 M/ T) M7 i) s6 J (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
7 t S* B6 j1 _; j- q L6 l' W+ R. B
(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。
1 v1 O0 Z" V6 h0 _- K$ G4 C# H" c9 D- p: T* S% ?1 Y7 D& e
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
4 r( [$ y! [( Z8 y3 N. z$ }( o& X5 k! L+ C9 D8 c
(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 r1 I0 H, M! `. m- @
- #include <iostream>\\" d6 Q# b2 g; [& @8 C
- #include <math.h>9 l8 ]+ j; R$ T4 V) ?$ C0 y
- #include "lu32.h"* e, S7 x( k+ Y6 ?3 j\\" }) Q% S; T
- 4 S/ [9 _& W\\" k, E
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- - A e( y2 k/ K8 \3 _
- ' q4 H3 D8 f2 ^) M) e% t4 R. _, L
- using namespace std;
- 6 |9 I5 R+ ^ V- b2 o c; @/ \
- 0 y2 ^6 B0 }! I8 G2 q
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 9 u! F5 F0 Y* W2 _
- + G% G! j! o5 G& H' e- b
- 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 J C. W( Z! }( p; s+ v6 h8 y
- {
- + F; F' u9 B, e6 ?, ~
- wcout<<pch;
- 6 K1 [* j- Y0 D/ R3 `, F( L
- }1 d% ~' e. M5 J5 }# ?1 K
- 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
- 7 W e- A3 n& m) ?\\" l g, R
- {: F% p' Q. p) L# j/ G2 X& z
- }# k( l P' B; L+ S8 u% n- Q
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- / z, z. Y& r/ ]\\" q
- {
- 1 M8 Q# {6 |$ @, z5 {+ Z\\" V7 V* ]4 i
- LuData a;
- \\" F, w( {$ R. F+ K' Y2 {: E
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- ; O' F8 f F% P5 G
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- \\" S; c1 r6 y: @ v6 K
- double *pa,*pb,*pc;1 L9 o# f6 x6 g$ S0 p- s
- luMessage pMessage;
- . N O- U$ o5 b\\" x$ c! G
- wchar_t wchNum[32];* u5 s! a\\" r2 x0 Q$ s
- char chNum[32];
- |8 w( v; D. R! Y* z w7 K
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 7 y ?( @- J: F& ~/ t% w\\" X
- switch(theOperator)
- $ P4 t( o; q+ N& Y& L7 t0 `5 e
- {
- . r* B' ^- \ o, H9 S. t, i) [' q
- case 2: //重载运算符*
- 0 x4 q! f' w& T3 q
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- % t9 D( G2 ` H\\" Y) i! k8 C
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- . Q5 l! ^- b4 \: B/ O; z
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组/ `/ r$ F) L7 v/ t4 G; a+ f\\" I
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)5 C. H' O9 P% ~4 J
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- 3 l0 t5 w+ A& X4 Q8 D
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- ( G$ ~* M+ H7 `$ ?7 S: Y5 L) {
- if(!pRealArray3) break;
- 3 N! L& M, h3 P/ O9 E- x4 d
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小5 H\\" d9 ?. J0 D, a: |+ c, m
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- 4 ?' E q& N2 y
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];6 Z, D) Z0 H3 e
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘\\" b# h1 m$ e% s
- {0 I2 }1 X) f* d- H, x
- for(j=0; j<k; j++)
- . {. e4 W# z' r8 W; [5 E4 G1 S
- {\\" R' g5 N2 U! i
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 2 J! C$ \$ ]9 Q4 ?
- for (v=0; v<n; v++)
- ( W4 c* }& L% t\\" t! L6 J
- {. @( _) H6 w7 g
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];7 Y/ u7 h4 r' t
- }
- ; X: s, ]7 M4 F% d. q3 z
- }
- ) [) F! m g2 y! W% O5 x
- }
- ; _1 f; ]9 |, C# O0 Q, H* X& G
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象# x3 r+ g; ^7 a! S5 w: Q2 s4 A
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- + r$ ~( V2 b$ ]) V
- break;* q, G5 K5 j7 {% O
- case 25: //重载运算符.*- |4 u: S, c$ u% Q9 f
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);3 p8 q( v( M, I$ b2 z$ |
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ) g d\\" c* ]( O- l1 s2 J u
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组2 \. }6 Q5 L% z) D F! i9 ~
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)7 ?7 z* Z\\" r5 u' j0 Q, ]0 Y4 q/ }
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 2 [0 e( u6 B3 ^- Z' i
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象& O. q! O$ X* N( I- F J
- if(!pRealArray3) break;, O1 M0 _9 _* G; T X: t
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 9 L+ q2 x\\" _, e# [8 b0 w3 E( S0 f
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 6 ?\\" ~ {8 W1 G$ J8 M' d& k
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象 g) V# F1 N& ~) ]2 |) m) l: E
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;, I1 d4 E' {$ {\\" Z/ A
- break;1 U- D' Y\\" C3 N3 \
- case 46: //重载函数new- ~- M9 }/ @- a) m0 f
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- 1 \% o$ Z r$ ]5 k, m
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- ! D, E* _5 h% z1 F
- break;
- - e; K; d% h# L
- case 49: //重载函数o
- 8 a3 G5 B1 @$ ~/ u* H j
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);. k! N% I' S. U
- if(!pMessage) break;
- 7 x! S+ y3 p1 l
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);' |& e% s- a- r$ _7 c
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组6 i/ g. a% y$ X) Y
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)- {; O: c4 i* H1 y
- pa=pRealArray1->Array;
- % y) j$ n+ `2 W/ @4 |! }9 H! Z1 `0 f, G
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;) L5 y9 _4 W: {- C( h4 S
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- + a8 V4 [\\" [* D! R- ~: {
- {
- % g9 D7 k9 z, Q9 H- O; b0 r; y/ T1 q
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;& v- ~1 W. c9 S7 m9 i L1 s
- for(j=0; j<n; j++)
- 7 E9 y, p4 E* E% |1 J. h: {
- {2 l6 H% Q\\" r7 i) m, g& ~! Z
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 0 C, {7 z% m% S
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- & @' c; o% n9 i2 W
- wchNum[u]='\0';7 ?$ a; r- U+ J
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;8 M: g# v6 j2 P
- }3 I' I4 ^4 x8 D9 x4 f5 [9 Y& D3 U1 H
- }9 m! s/ S3 P5 g; {9 b; _7 N
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- / { {( [& W* T: y* [8 E0 _! 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) s: H! J/ W% e5 m
- break;0 q8 }$ f3 N. M0 G4 e
- default:1 w9 Y( l: @' g\\" d/ b
- break;
- 6 m4 k1 g6 m- [: _: g
- }6 f+ w6 p3 E) f- L5 P8 d( p j
- return a;
- ; {, ?6 `% w* J
- }& o\\" E& c) `, j1 R
- void main(void)$ ~* {9 u, G- x+ ^( k
- {+ v$ {8 J7 S\\" w/ `' l
- void *hFor; //表达式句柄$ N) j; ~, f7 ?
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数: w\\" }! e5 o; o2 i% l
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 6 } t# S# U- M2 ]\\" j- C T3 J% `
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置% f: }0 [* M\\" Y2 k$ a
- int ErrCode; //错误代码
- - X. F* E1 Y0 _7 U\\" U9 l! E% i
- void *v;
- - u2 R/ l, \+ _: 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9 f! q. z\\" J\\" Q6 Y; 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. ?2 H: V) l* {6 y9 J\\" k+ P
- LuData Val;
- ) q) F4 L$ L2 ^1 C' N
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- + |- n) ?8 X# @3 E& l1 B
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 0 ?5 Z8 T9 r( H. R/ H8 P
- 1 A* k( c, P/ Q) z# V% i, M
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- & c# u' L* U& b% c) H E4 ]\\" s
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量 ^. c, |. y. A: M7 W! G t
- 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/ \7 R8 {0 X# P, s) g
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- H\\" E5 c9 E! \- [3 g. w. p$ C. v
- \\" M( U! j$ I9 H% Y2 z, P5 [1 [0 U
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式. G: U! F8 i0 L' A# k
- if(ErrCode)
- 2 N1 h\\" v* h\\" v, f
- {( c& ^( a) k2 Z0 @4 k% H
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;8 R* \5 n' F& |! y
- }
- 0 d$ `) Y& |; l [ b
- else
- 5 d: W: P9 d) P
- {
- ; T; N: A: w6 S0 w+ j$ |6 n, G! F
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- . @0 R2 P) z$ Y
- } _) R3 L! ?! C3 ^0 x& H, C
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用4 c2 j* c, y\\" q- S7 o4 }
- FreeLu(); //释放Lu7 J) I- {4 l\\" b. W8 V, X
- }
习题:! d1 h" N5 u* D; p9 c3 y: p
- S8 `# E/ ]1 t/ 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。 4 f5 j; R/ O0 W9 o8 b# `( w6 a
9 W% l! G% D b4 t5 W+ I
(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 i6 r6 G4 K( i1 B+ g
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],% H+ ]/ f6 y& j# p, Y7 }7 V
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],( k7 B5 I* }% R' v9 g
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],+ g1 A\" o/ ?4 c/ q0 q' f
- t=clock(), G& m9 X* S- j: ^) S) g# V\" \0 I' Y
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},; J3 q/ G- X) J0 ]- I/ b0 l
- 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.
L; E6 s2 s6 D x! o: p2 S% F - 5. 4.
, J d\" O\" c: j - time=0.875 seconds.
' I& B1 O6 a9 c5 Y1 S5 x! h - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];& f, M: Q\" [3 B& F: R) A
- b=[2.,1.;1.,2.];
4 H) _! B2 Z* s - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];2 ]) n0 f; n$ k! Z& W1 K
- tic,' i; C: r. G/ k; z
- d=a*b;/ [- O, m* e- V8 p& d6 _2 b7 l& ~8 C
- for i=1:1000000: \( D( i; J! r
- d=d*c*b;# r( S1 p* s2 m9 S4 z
- end
$ b/ [( d4 U1 n( B/ | - d,
. t. l\" l% F. v! W* a1 O5 O1 @ - toc
复制代码 结果:- d =2 S3 s6 `4 d. {! t) R5 G
- 4 5) G2 Y5 u% M) L# a+ x$ m
- 5 4
0 Q* t* L1 Q1 j w\" {- g - 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。, M3 |( C: b/ n
|
zan
|