- 在线时间
- 13 小时
- 最后登录
- 2013-12-8
- 注册时间
- 2010-5-13
- 听众数
- 3
- 收听数
- 0
- 能力
- 0 分
- 体力
- 399 点
- 威望
- 11 点
- 阅读权限
- 30
- 积分
- 282
- 相册
- 0
- 日志
- 0
- 记录
- 0
- 帖子
- 97
- 主题
- 45
- 精华
- 0
- 分享
- 0
- 好友
- 1
升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
|---|
签到天数: 1 天 [LV.1]初来乍到
 |
本例中,我们将自定义矩阵(matrix)类型,基本类型和扩展类型均为matrix(标识矩阵)。
2 Y) O5 x; K/ u# `& t. K9 a1 M" x- z* N0 r
基本要点:; o, E8 T" j5 G
/ w& R# v: F+ l {6 z; ?
(1)编写生成矩阵(matrix)的函数NewMatrix和销毁矩阵的函数DelMatrix。
" [$ l0 {! F) d* k: W/ G: m" Y) q
( l9 z/ u0 n" J& M F (2)为自定义类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。% P5 |* b3 b* M4 i1 e1 E. J: F
. \$ @3 p+ h" ^ (3)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。
- ?! ?0 y w4 l! }2 {9 P4 W8 w( c% F" k5 N6 }
(4)为自定义类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
8 t P6 ~1 M! h9 J- _( r8 C/ [& N+ w! J8 k) y5 V& R7 T
(5)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>0 F\\" B; ~- e8 O7 Y# H
- #include <iostream>
- - k+ c4 ?\\" G; u7 }9 \# a
- #include <math.h> J. l e) I1 @# e( ]. L
- #include "lu32.h" S$ X2 R* n\\" C2 X
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )4 o9 f' I b$ M
- using namespace std;
- ( x) L& u, O1 B
- //自定义矩阵1 S$ [7 V* z8 N, f$ r' J, m Z
- class myMatrix* y\\" P/ }4 Y' r7 V5 j+ u
- {/ N) Y5 c( d* p; ]) ^
- public:: j0 o' o! W0 X' i! e) _5 D. C
- double *Array; //数据缓冲区, x! a; H3 V% @6 ~( ^
- luVOID ArrayLen; //数据缓冲区长度
- - @& K; ~& l( R3 U
- luVOID Dim[2]; //矩阵维数
- 1 z; t0 H: Q; ~' ?8 X2 M
- myMatrix(){Array=NULL; ArrayLen=0; Dim[0]=0; Dim[1]=0;}
- ! y- ~2 L0 E4 V
- ~myMatrix(); g: u' X) \4 ?' A6 Z' Z+ `
- {
- 2 c& x% C\\" _6 ~ Z
- if(Array) delete[] Array;8 S; }* t) N8 H\\" G& q% @, o
- }$ m, I' D/ b8 O, ?8 {' X\\" M! l! }
- };* G: h9 b4 z1 _+ C. m( D; I% I
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定* c4 h8 j, p& r3 D- H+ m% K
- 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 $ C. g/ @! L8 w+ |8 d* Z
- {0 {. j% a6 j\\" N! n$ n
- wcout<<pch;
- + `, H( n C5 Q* o
- }7 _3 [0 U5 E+ k/ g
- void _stdcall DelMatrix(void *me) //用于LockKey函数及InsertKey函数,使Lu能自动销毁myMatrix对象
- / q+ M+ G; Y, N+ y1 q% E$ I\\" y
- {
- 6 P' z8 `, `/ Y2 ?6 u# J
- delete (myMatrix *)me;
- * W0 Z# w( S3 l8 _- H
- }+ N& U4 y# U* N
- myMatrix * _stdcall NewMatrix(luVOID m,luVOID n) //生成一个myMatrix对象
- ) e1 D/ m8 w1 U: @. M o/ N$ F( R
- {6 @& S. S( R3 m$ A/ E
- myMatrix *pMatrix;\\" P) H& D* q; P9 y
- luVOID k;
- $ F. W, `& g6 ]: C) D! K. e' k
- double *pa;
- 4 T/ R( v) r4 g/ b, E5 a
- char keyname[sizeof(luVOID)];
- + K- ?9 a- @; l9 c$ s- @\\" N
- void *NowKey;- Z) Z: L w& T) O' b3 P6 q7 e
- k=m*n;
- 7 U0 O5 f* @) Y& \! u( F5 ~- L
- pMatrix=(myMatrix *)GetBufObj(Matrix,keyname);//先尝试从缓冲区中获取一个矩阵对象
- : T R; h( U$ u6 d8 c
- if(pMatrix)
- U; Q# U; p8 D V& f; Z2 I
- {$ Q\\" a4 H6 l5 T* u) l# b
- if(pMatrix->ArrayLen!=k) //重置矩阵的大小\\" g8 Y6 u$ T& E0 @8 j5 G
- {! F& C4 Z; K+ b! B
- pa=new double[k];
- % q/ |& _9 }( ^* N) w6 `1 r\\" I
- if(!pa)
- ) t2 ]1 [8 W\\" ]4 ~$ s8 R2 j
- {
- & x& Z& x1 {3 `\\" b) G/ W. _
- DeleteKey(keyname,sizeof(luVOID),Matrix,DelMatrix,1); //将矩阵对象放回缓冲区\\" Z( z- M% K* y8 ?/ H
- return NULL;\\" m+ y. p\\" Z8 p( [2 C: t
- }
- 9 j9 w7 M7 u( s& d0 q, [\\" v
- delete[] pMatrix->Array;
- ' p: l0 u6 ?( P3 H) h) k2 p% w0 T: d
- pMatrix->Array=pa;$ s# M! l# _% y9 T; A
- }
- 5 A3 T! h+ Y. C& v3 D& v
- }/ ` ^0 C( H8 b( X( T3 A, M9 C) F& G
- else
- $ Q% e6 M& A! o
- {\\" I) |) [; B8 y/ k9 L1 S
- pMatrix=new myMatrix; //创建矩阵对象
- : w; `1 ^1 ^7 J7 O
- if(!pMatrix) return NULL;
- 0 K8 F: c+ @) p. t0 u; a- _
- pMatrix->Array=new double[k];
- 6 ]$ z\\" t' }. ^- A\\" @. Y
- if(!pMatrix->Array)
- + s\\" c& i# E/ j; l
- {8 Z8 U# `3 B- _; ] M
- delete pMatrix;
- 3 {; V8 \* g4 u9 Z\\" ?6 L* y
- return NULL;
- ]! u* T# M$ s% w# g
- }
- 2 Z8 P% I& i1 a$ ]. O @
- if(InsertKey((char *)&pMatrix,-1,Matrix,pMatrix,DelMatrix,NULL,0,NowKey)) //将矩阵对象注册到Lu
- - v4 T\\" G: H) h3 c. G: I
- {
- ( r: I5 d0 G3 s
- delete pMatrix;
- ) m; N: E; ~% T# O+ H+ S
- return NULL; U1 d5 ]7 E$ I& l# b( F
- }
- 0 @4 j! r& W' r8 M, S; j5 G6 j G
- }
- 4 {- R3 j) r. x7 y9 D3 l$ b
- pMatrix->ArrayLen=k; pMatrix->Dim[0]=m; pMatrix->Dim[1]=n;
- E. F4 Z\\" u8 G5 q- G( h$ G0 D* x
- return pMatrix;
- : y1 I( z; ?/ S/ q2 u\\" f1 Z
- }* d, N+ i\\" m; e! N9 `
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- , x: N( K% z4 P5 H% Y
- {7 W2 |. ?0 X0 [
- LuData a;8 {- u9 ]1 X& m( H8 }7 e\\" ^) V
- myMatrix *pMatrix1,*pMatrix2,*pMatrix3;
- - Y7 U: {0 y1 ]7 G( B
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 4 N, M6 }% J, u$ l- J
- double *pa,*pb,*pc;
- . I% R3 p4 |\\" m( y2 f
- luMessage pMessage;# U& D# B/ C* o$ g. Y2 a' D
- wchar_t wchNum[32];2 o8 q8 s! m! R/ N8 J3 y( C
- char chNum[32];0 |\\" ? e8 W: G0 o$ _- A
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 5 C$ q, n& `8 E$ b3 o\\" J; F6 R
- switch(theOperator)
- : A$ ` {8 Y1 I* _. O) c3 Z
- {
- ' `: \! I* |2 w% M0 W& @
- case 2: //重载运算符*\\" p* Q, d! L' x2 M- H% U
- pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);# U& W$ o& o\\" Z- \
- pMatrix2=(myMatrix *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),Matrix);5 V3 I: u/ k) A$ C, m$ }$ D
- if(!pMatrix1 || !pMatrix2) break; //对象句柄无效,不是矩阵
- 3 a0 J( O% I* J% [5 p0 j/ d' k
- if(pMatrix1->Dim[1]!=pMatrix2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- * g\\" A1 Z; d; K0 f6 f( F/ \7 E
- pMatrix3=NewMatrix(pMatrix1->Dim[0],pMatrix2->Dim[1]); //生成新矩阵+ p( \2 s8 C6 r$ G
- if(!pMatrix3) break;3 l6 ^5 [+ L( Q+ A3 l
- pa=pMatrix1->Array; pb=pMatrix2->Array; pc=pMatrix3->Array;. F: }& b% y* Q% }7 y( C/ K
- m=pMatrix1->Dim[0]; n=pMatrix1->Dim[1]; k=pMatrix2->Dim[1];0 m0 _3 }- r0 g: I7 v, t
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- Z1 _/ t2 v3 P* r4 A# }: v9 T
- {# v) [& w, {- U. C$ f' x$ U
- for(j=0; j<k; j++)
- * T) e\\" I3 [1 h) \' [
- {
- + H) L' n! i) y4 N. B
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 8 z7 G4 a# J\\" j( |; B! L/ m2 {
- for (v=0; v<n; v++)' P( k/ [. u' u3 c/ }& X
- {
- 4 @' Y0 Y- r6 ^( Z+ ?* K/ ], F
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 4 _ a |# }* V3 \1 g2 j1 d
- }( e# ]' Y% o8 r: y: x5 D k, R3 ^
- }+ R9 E\\" ?, I\\" w& i
- }
- ( M- w4 E6 z/ L P! S8 g
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象* j+ [1 m) C! t$ c9 r
- a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;8 j1 x2 g) j0 o+ y% B8 C. D C\\" N
- break;
- 0 @+ L3 L+ D' Y% ^5 D
- case 25: //重载运算符.* \( u: h; R3 ^, c4 D
- pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);
- - ~7 J) q- m3 v# | ^1 n
- pMatrix2=(myMatrix *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),Matrix);
- [6 M3 }* f6 f1 k* q& s
- if(!pMatrix1 || !pMatrix2) break; //对象句柄无效,不是矩阵
- + \) Z, @) o v# H
- if(pMatrix1->Dim[0]!=pMatrix2->Dim[0] || pMatrix1->Dim[1]!=pMatrix2->Dim[1]) break; //维数不相同3 X3 ^1 w5 i. B+ @. m+ ?
- pMatrix3=NewMatrix(pMatrix1->Dim[0],pMatrix1->Dim[1]); //生成新矩阵, A& `, y9 | W6 \6 t
- if(!pMatrix3) break;$ }2 n/ r4 Y0 i
- for(i=0;i<pMatrix1->ArrayLen;i++) pMatrix3->Array[i]=pMatrix1->Array[i]*pMatrix2->Array[i]; //矩阵点乘1 e\\" g0 E; o6 a! n# w7 p
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象2 t3 b\\" Q' F# @9 a# \
- a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;- ]' Y+ N8 I0 P% n2 ?8 Z
- break;
- % V) w- k5 `9 v0 v; l, C
- case 46: //重载函数new
- * y- x& ?; P& w2 `1 k& `+ k
- if(mm<2) break;3 y' l9 ?) y) c* G3 K% N
- if((xx+1)->x<1 || (xx+2)->x<1 || (xx+1)->BType!=luStaData_int64 || (xx+2)->BType!=luStaData_int64) break;' r6 L2 C/ y' F& Z# u: n+ T+ _
- pMatrix3=NewMatrix((luVOID)(xx+1)->x,(luVOID)(xx+2)->x);//生成新矩阵
- 9 F1 H* {5 q& n4 S9 X/ w+ B& F
- if(!pMatrix3) break;
- & F0 h0 D& \% s4 v, C! B. u5 y0 m
- for(j=0,i=3;i<=mm;i++,j++) //赋初值
- ) q c7 {2 U9 T0 V
- {/ d3 H+ z& y, u* l+ H! c
- if(j>=pMatrix3->ArrayLen) break;
- ) ?1 R3 Q! Q/ [( G; {
- if((xx+i)->BType!=luStaData_double) break; //只接受实数参数: L7 r8 q. c% s! T, H# _
- pMatrix3->Array[j]=*(double *)&((xx+i)->x);( q$ h! v6 N/ J& M, Y
- }
- 3 @1 ^/ g6 |9 Q) Z- ^4 K
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- * X, D# c\\" t- v {6 T7 p z
- a.BType=Matrix; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pMatrix3;
- 8 E( A( e$ U8 u9 ?# H4 d% I
- break;( P\\" x; T' p0 Y0 Z\\" A. k
- case 49: //重载函数o; ^ |( ~0 B) d, ^4 q% M
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- ' R8 G# U' l; m\\" I9 D
- if(!pMessage) break;
- 8 q7 m6 H0 \: n
- pMatrix1=(myMatrix *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),Matrix);
- 0 N) A7 R, L; S2 @$ F# L% \& a0 W
- if(!pMatrix1) break; //对象句柄无效,不是矩阵6 o- u3 y6 \; O
- pa=pMatrix1->Array;( @7 K4 V: z9 A+ j( j
- m=pMatrix1->Dim[0]; n=pMatrix1->Dim[1]; k=0;
- * \\\" |8 ]6 @8 b! ^4 W( Z- g: W6 }
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 5 k7 d9 E) b% \6 }( ^
- {
- ! k% Y9 m) }7 y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 2 `& Y- J( M\\" g9 W3 \8 a/ U
- for(j=0; j<n; j++)
- 1 j7 k) b& u) e y! U/ j
- {
- ! Y+ {/ |5 F, q/ ]
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);4 _3 A2 r) a0 z1 F$ m8 B\\" S
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- ! R) E0 f3 O* H& {
- wchNum[u]='\0';
- & @- |- W/ s- w
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- ' a3 O5 ]5 |0 W# r
- }/ [5 _. C# S8 H! v9 r. S
- }# D& s# L! V& ~! [. w
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- & n' }\\" Y/ U6 V4 }5 E8 R7 R
- 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7 \7 y% Z\\" k: D) a, |$ I# }, n
- break;
- \\" g& `8 f9 I\\" J% Z+ M- }7 o8 t
- default:
- & j: Z9 Q; @( \* f5 @- p, y* {
- break;
- 8 [! s; y7 L% c$ g- L: Z1 m* D, [
- }
- # N* ?\\" P g\\" W* E% ]$ o# J
- return a;
- / h3 f F8 H1 a9 b. c
- }8 S A: G6 @, e q
- void main(void)
- 6 w- Q6 _0 Z: K1 M: s2 ^0 \6 b' a\\" X+ ]9 V
- {' _; j3 A3 r, \6 L Z8 e8 t
- void *hFor; //表达式句柄
- 0 L( u\\" ]' i+ J8 H, i. w+ N; ]
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- : K& p7 E2 y5 ~\\" d) Z J+ H
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针6 b0 f$ \. @. h+ q3 X& ]
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置7 @1 }2 U\\" X( g' R. x: r: G! M
- int ErrCode; //错误代码. y. i, q. m2 i3 K3 Z* W- y/ k
- void *v;
- ) |\\" |; y/ m\\" M% ?0 M9 R
- wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3: 0.,1.,2.;3.,4.,5.]*new[matrix,3,2: 1.,2.;3.,4.;5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵乘9 N, C) m4 \8 a6 x4 c\\" ~* l
- //wchar_t ForStr[]=L"o{new[matrix,2,3: 0.,1.,2.;3.,4.,5.].*new[matrix,2,3: 1.,2.,3.;4.,5.,6.]}";//字符串表达式,矩阵点乘
- ! \2 t9 a) y7 E+ o9 X
- LuData Val;, f& b/ y/ o- o\\" r2 v0 ] ^( Z8 t
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- ' P! z- s5 a+ Y! B9 E7 T
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix--;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- ' g- d, j9 M/ M1 c; n( ?9 Q
- X) u- B7 _6 M- T; O# O( Q# T
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- $ A4 P. z: [, M7 @, R! I
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- . a$ E, `: D$ D0 ?5 K
- 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
- : J9 ?/ B4 b; X6 E
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- ' S. t' E s\\" B\\" |
-
- % D8 b6 _0 ?3 P X6 _9 w, h
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- & w# w3 Y6 d y# C$ G& r$ U
- if(ErrCode)6 D, D3 D: e3 W- D9 \' y ?- ?
- {; O }; S# d5 \8 X6 `9 ]
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;# L2 ]/ [# m4 y# O# _- c
- }2 t: _5 F0 H* T2 d) ?2 L
- else
- / p/ k7 U( g9 f
- {
- / q) ~0 X& H% R- ]
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值/ Y/ ]6 m% D) M+ s
- }( Z* o- K% \% i/ _8 G) q# c1 Z
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- , j* |% S4 ]8 g9 s% @ W' p
- FreeLu(); //释放Lu
- ; }. r. M P' L$ X2 U* e0 {+ f7 d
- }
习题:
* x5 V1 p9 U$ E7 u/ @* K/ H! ?# [5 _' X/ Z0 w! v; V3 P
(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。 " }8 [ S% M6 |$ X! l! k
: p* T/ {1 d4 R0 ]" Z0 ?* R9 j (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)=% V& i; _0 W2 T+ K2 Z$ h' s. ?
- a=new[matrix,2,2: 1.,2.,2.,1.],
X8 G1 y/ g( e& P - b=new[matrix,2,2: 2.,1.,1.,2.],
$ r5 j% A; r: Q9 m F - c=new[matrix,2,2: 2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],- X! c+ B6 D& A
- t=clock(),
) f4 Y' p( T% A6 o, K - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
/ Q0 w1 O9 ]\" P, m4 f1 \7 c! \2 [ F - 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: 1.,2.,2.,1.], b=new[matrix,2,2: 2.,1.,1.,2.], c=new[matrix,2,2: 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 t! l5 Y7 l/ a. [$ g
- 5. 4.7 L$ {& c# w\" f: q. _) c* W
- time=0.797 seconds.: H# N$ U U* O' H# _
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];2 @+ \6 Q: Y% r7 s0 o$ Z
- b=[2.,1.;1.,2.];& w% L) q6 @% U- J& ^$ `, i
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];6 {' K2 \( G2 O! \: m3 g
- tic,' ~- ?+ ?7 O- l* ?- G
- d=a*b;
5 J- O9 _7 X\" j4 n$ [0 |5 _- O9 b - for i=1:1000000
- Z, R: m# z3 i\" X' B7 o6 z - d=d*c*b;
9 d1 l; G9 p1 y+ D - end; Q) j y e! |. v; t
- d,
6 ]) s T/ q8 Z9 y - toc
复制代码 结果:- d =+ E( F _2 P5 s
- 4 5
$ |5 ~! i; J7 U1 S- b - 5 4
- I2 R- B2 U8 p& ^$ Z3 P - 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。
' z' ^+ y- Q6 c' [" H1 C; u8 k; l1 h, O, W+ h( F
由以上可以看出,自定义数据类型和系统内置类型有近乎相同的效率。 |
zan
|