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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。- i5 |3 [' H( ?: p i$ I
. x! z1 l) i ^, O6 D
基本要点:
8 M g5 q/ W. y# [6 g* z9 y% T. d
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
3 V/ g6 ?" y7 Y$ u( Z8 {8 M
1 M1 S* D7 j/ i (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。
J; }$ ]; g" l5 _) F9 j# D: D; P* X+ ?) e; h x
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
1 k2 A1 J, i, I' W
0 M9 s0 O7 _% l% I (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>
- : t6 W7 ` U2 x: D
- #include <iostream>) C: i4 m2 i! A
- #include <math.h>
- / S+ p# N; w3 r+ I\\" F: B8 N' L g
- #include "lu32.h"
- 7 z6 O9 u& Y6 P& \' _; {
- \\" k3 s. [\\" L$ C; M3 ~7 Z1 K
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )% K/ r W2 m' i# k L
- 8 l% a/ j( O( [3 ~$ R. Y! |; G
- using namespace std;( ^3 V# e. {\\" o\\" L, G! e
- 7 `- n2 Z5 e& \
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- & J# o# s4 V4 {1 d6 N, f
- + w: y& g0 w9 i) r. t
- 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 9 K* y: G/ V( P1 W' M
- {6 Y u1 ~7 n: X5 O\\" Z\\" {$ K y
- wcout<<pch;
- , A- ^5 B+ @+ y h! @8 M9 B
- }3 X' c\\" ?& _% S' r6 |. r
- 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! h6 ]7 I6 E8 p s+ o- Z1 {4 e$ i) I
- {* N* q& \, w/ Z- _
- }
- ! J b6 t+ I' m% L
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- / b7 B0 ` q9 F M' h
- {
- $ f9 X. B7 N; b2 I# f
- LuData a;, n& k; F: a( P4 `$ h, n
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- $ G- X- ], a: z2 r( ^
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 0 ^9 f/ K+ ]: m% |, u- x2 @& E# C
- double *pa,*pb,*pc;
- : I4 g s0 n$ M7 F, ^& L
- luMessage pMessage;
- ; g: |, p+ {: o: W
- wchar_t wchNum[32];, r# g- Y\\" }$ H) k0 N7 N
- char chNum[32];, ?7 F: Q8 I: c
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;, A0 Z- d, }2 J
- switch(theOperator)
- 8 m' {' O1 A& K
- {, y+ M) U3 ~; e2 a; ?
- case 2: //重载运算符*
- 3 s! f1 \( f\\" l* @4 C) ^
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);+ \7 k. x, o: r0 \$ w$ L9 Y\\" ], a
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ' M* W& O( a! n: j
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组! S# E6 v/ Q( p1 x
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- n$ E- x\\" x m5 `
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配/ n9 C/ A9 D$ x3 z7 `
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象/ I# C4 z\\" Y% E8 {/ C7 B
- if(!pRealArray3) break;) I9 M Z/ a/ ]( d( X, Q% P
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 3 U3 j# v5 @# g$ A$ m
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- 9 J0 J: y1 @5 Q, ]
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];% ?6 z% t( x$ u3 N1 z
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- ( s8 J4 _+ r! I0 R/ U/ H
- {2 N) {& V; d! P& p
- for(j=0; j<k; j++)\\" S* l1 z0 M5 r2 c; t
- {: P, u8 V; m2 Y9 ^6 e3 a& m( K) Q( r
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- / U$ r; S: W8 F6 O4 x1 I/ m\\" @
- for (v=0; v<n; v++)
- / j: E7 |: ^2 T
- {
- b, W* ~$ O! ^& W- b
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 1 _9 F4 r7 @6 ]! j) \5 {
- }
- \\" Q* W+ y7 t7 d7 e3 r
- }' d/ @/ J: e7 C! }2 C4 o\\" [
- }# e8 [8 Y( C, N6 d# N\\" `/ l
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象9 h- f, I- P) r; U
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;7 k5 w4 a; @( A* i- K- E# q9 k
- break;9 g% D1 r$ p Y9 O* u4 b
- case 25: //重载运算符.*' Q2 Y; j$ L3 z& @, P. M- J
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); k0 j% [3 u9 k$ e9 U
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);- q% L6 {/ D\\" t( W1 n4 ^
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组' m; n. [, f8 f4 H
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- * U/ O& p; @' l7 ^0 {+ |1 \0 G
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同& R$ \# @2 g$ d( H
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- 8 L) P( `; {( N6 { G' A8 c% y5 ~
- if(!pRealArray3) break;
- \\" j4 F; M) w% N% x
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小; a& H: b\\" o* N6 u/ \
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- # x/ C# o\\" v8 R
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- K. @3 L\\" r N' @9 J; q& N7 ^
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- + T* p# d# @1 W3 b& L5 q
- break;1 n& _* O! V\\" V# s
- case 46: //重载函数new) b0 `$ q* r* P8 `' [
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数\\" S7 l$ j1 I0 h4 }. s- J
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型# |6 R8 a% i8 ~3 s$ q
- break;! C; M$ u. e9 S, @8 {; W& S0 @
- case 49: //重载函数o
- ! O( V$ o( R5 {2 m$ u+ ^4 p
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);\\" {1 h# Y+ M7 `8 h1 m) t
- if(!pMessage) break;
- 9 t. }, G' H! F$ @
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- \\" e+ }5 }\\" D' |$ I, W
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- / s2 c1 o' Y1 ` `
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)4 b4 |% N- B7 j
- pa=pRealArray1->Array;4 @; q0 e' f4 G2 F2 e; I
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- - W/ N$ }) u- P3 ~' K6 m
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- \\" f- Z. f6 `4 l\\" Y5 x, R1 W
- {, O8 ]+ v$ S! Y: o
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;% c) E& e7 b8 N e+ v5 Y
- for(j=0; j<n; j++)$ U\\" S- w4 X6 L3 L4 x w E- h- _
- {
- 3 q) U: c3 \3 N5 E
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 2 ]9 A- {& I& C6 N- G6 X; M\\" H
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}5 Z1 n* I; i8 N7 ?
- wchNum[u]='\0';
- / l+ ?- S$ w! F5 Z
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- . w; G# F; c0 w6 A, M\\" p
- }( v1 l% e) `6 [6 f7 E
- }
- ( v) Z' J9 n' @8 V5 }
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;: v- E. N\\" c( _- u& N' e# O8 Z
- 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$ i _/ E7 y- q# M
- break;5 K6 k- ^7 ^; g3 b5 M4 v( ~& A
- default:
- * v% s: Q( p' }; z, \8 L0 m; m
- break;
- $ r7 ^2 C+ n7 h) j! @
- }\\" E w* \% u; e6 D+ q' R
- return a;- k% @7 j6 \, @\\" F* [% H4 _3 @4 M
- }
- 2 S- ^9 @/ r- h1 N$ z
- void main(void)
- & W( _: T2 O6 _5 c
- {4 o7 D( A+ c3 Y' I+ I. j' E
- void *hFor; //表达式句柄+ \7 [5 a4 v5 C9 a7 k; V
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数- A/ S. Z. F8 }) F
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针, P3 v9 A: D% a
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- * o9 C# x8 r! n+ k
- int ErrCode; //错误代码
- & b* l. a0 }% ~! ]
- void *v;
- ) l+ Q8 v6 Y, m1 h/ _( h5 X% m
- 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
- 6 g0 S2 L8 z2 H8 [
- //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 T3 R/ c1 b4 y' @; a
- LuData Val;
- ) q' E6 y7 A! V) m2 s
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- ; s( o& {% ]& o0 |. X4 u
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- + n9 T8 ]2 A7 R
- 3 Z! V( K( A% N4 ~7 J
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- : h. P Q. i2 A* X
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量, [! k( b( c; A! X9 L5 U
- 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
- , {' o6 ]( v- Z/ C8 `
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- ; }, u\\" d4 ]4 X) c/ {! h
-
- $ W\\" G: P\\" u# s! B3 i+ a) B* N
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式& I. T: O: ?2 p/ U0 ?
- if(ErrCode)7 l f8 v9 n7 I) c$ w
- {
- 5 a) @! X% V4 [
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;\\" L* r; v* R, W- t
- }
- , l0 Q4 k+ Q\\" R$ u# q4 I
- else
- \\" S. o' D, L. l0 Y\\" I
- {' ?9 ~ |, |; F* M, _( V' a
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值! \, b& `7 h! R3 }) ?
- }
- / ~# `- H. {\\" ] y
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用8 _6 v- z1 Q# s
- FreeLu(); //释放Lu6 V) p+ Y7 a- o
- }
习题:8 t/ G! m& R+ v1 Z7 ]
% D3 n1 l3 B) y6 j" O/ {
(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。
+ J0 F- m. F: G3 C! L+ c; j; d* J" Q& n- g4 v
(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)=
\" t9 @6 o/ B/ {' O; p' ^5 d _3 D - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
7 h! R; k% H# t+ [+ m. ?3 j - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],: T# y+ V9 o. l/ L Z
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],+ N: \- l. e0 I/ ~5 t4 f\" Y
- t=clock(),) |9 ]6 P! I. f2 v7 G1 _
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},# s) `0 F( u0 d8 H- T# k
- 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. t6 u9 J3 M1 `) U: e
- 5. 4.% F; l* E) I& a z7 o
- time=0.875 seconds.
S4 ^; s5 G4 t3 E\" W - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
# I# r+ ^( Q. C1 T6 S2 m+ ` - b=[2.,1.;1.,2.];% q H4 o( |; r6 N' Q9 R1 \) p
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];( l8 F7 Q0 H; e b
- tic,
. C7 d3 @+ S% b. y' ~\" R) k - d=a*b;! y& P }4 E# A8 h- O: Y+ r
- for i=1:1000000 e8 B% d* [# }! }
- d=d*c*b;' k9 k- W: L( A' q1 V5 e) r
- end9 C2 W: J5 k! `
- d,6 p% l6 Z2 f1 o+ a3 }
- toc
复制代码 结果:- d =+ q2 L1 u\" s& X7 E2 t+ D
- 4 5
! ^' B7 o7 a\" {) m8 F' | - 5 4
7 t; K) Q/ A# K( d9 H$ @) v - 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 J- `# X* h! e& \ |
zan
|