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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。
2 D6 Q3 ^. o* z# e8 h5 }& a% l& |9 g0 X$ e! S8 h
基本要点:
( I* B" ]5 e$ ]/ N
5 e4 \8 i; S+ N1 q: Q" W (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
* ?, Z4 t% h R* @2 b
, C1 L4 Q+ h# N3 X1 D) h5 ?1 m (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。6 p* P' L8 g' J- ]
$ H# ]- P( e. e9 x9 j (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。 R f- X7 |8 P
5 [+ }* u7 n- J% e (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>/ x4 r# A) T; X% y
- #include <iostream>6 @0 N4 I1 D! a6 \- c- X
- #include <math.h>
- 1 F& @1 J. @! j, A
- #include "lu32.h"; T. v( Z3 s1 M1 o+ w
- , a c P) A3 d+ M: p
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )7 x, a6 i; g7 q( x+ y' g5 w: K% u! X
- ; B% b6 H* @' B
- using namespace std;: V: c& s8 c% L( }7 C& m3 `6 r3 q
- 3 E\\" `: {, t% I
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- , U# p' j2 ~- Q4 X' r
- ) W o6 h. a, e\\" H
- 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 4 ?9 a7 O% v) i1 I5 [
- {- N( G3 c- i5 m, A. B+ t
- wcout<<pch;
- * K7 Y2 W1 w; F1 e; C
- }
- # L/ T4 h3 n% K8 F
- 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4 g4 t( n8 m) D1 ]
- {
- 1 q' c& I/ `4 K! a. y
- }
- 7 t& {# V, m+ G4 W
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- & c( h\\" U _6 u: C: q; s
- {
- \\" ?2 t* D# D Y
- LuData a;
- / P! H* A6 [8 I6 h( n0 {; b4 ~
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- ; \ D# r; Y+ c8 _0 H3 ^: N! O
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- ! k* U+ @- J9 S. \9 V, n6 D
- double *pa,*pb,*pc;! i2 E; h; J$ I8 P, J
- luMessage pMessage;3 J$ Y2 o9 d; ? v( J$ g
- wchar_t wchNum[32];
- ( P( |% x9 p4 ^5 c8 Q
- char chNum[32];! l# O5 Z- T2 Z\\" ]# q8 A
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 9 [$ c$ y# d X: f4 Z
- switch(theOperator)7 I6 M6 L: C/ z9 N) s
- { U2 h9 _6 f4 O U4 S
- case 2: //重载运算符*( E8 u5 e( Y! w
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);$ G$ Y! R+ c\\" d9 z; Q6 n5 t
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- + o$ y7 `) W; ~& O* ~/ w3 R
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组+ G& K: |2 O% M$ F0 g
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- Q9 E J. N! L) ^) v* e
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配$ k( J0 i7 J3 K% U0 l A
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象! U4 t0 x# z$ g/ |# _. n- e
- if(!pRealArray3) break;
- 0 H9 G# g: o+ P; u* {* q* Y
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- . R( L1 b$ Y% W+ g
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;# r/ o4 |/ w% x: s4 T9 z! l9 X
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- 3 P& N8 x( A8 G7 a+ f
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘4 e- c0 C# G6 h$ l7 h
- {
- 6 h8 V4 ]+ t( K8 ]5 W# _3 M
- for(j=0; j<k; j++)* q2 y; c3 f7 X) Z\\" c1 Y) s
- {
- \\" I/ [$ z6 L8 B* W3 ^3 { k) R2 o5 M
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 5 J K4 m `. A7 y1 z; ]
- for (v=0; v<n; v++); G6 y' e$ t0 m6 ~
- {\\" q1 x# _7 e7 T- v- S
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- ; ?+ ?& v( B, X& b: y M
- }6 p/ w/ M: d* Z s
- }
- $ T. b! ?0 m- c+ W. N; {
- }
- $ H2 y: L5 \! _( j% I
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ' \! ~9 w0 } t2 A$ R' y! o
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- , g9 }1 v; m2 L2 R\\" N' S2 q) J\\" G
- break;! `: k) `4 j5 F( e ]9 N8 R
- case 25: //重载运算符.*( R& }% U c& b2 C
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ) S4 N+ w4 Y, E6 W% B# C6 h
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);8 ]0 V0 v) z8 U5 U3 d
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组& K6 m8 [' I* Q! L
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 1 I a% W6 y# ?
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 7 Q7 n8 K! O/ h! R\\" j: ~
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- % S+ @- q/ Z, g6 t- P+ v: f, N
- if(!pRealArray3) break;- A$ Z0 B' v4 R2 C- y\\" S: o
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- % N- d9 O) ]' H5 @6 n5 R+ {# d
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 7 D\\" T& F6 v- x& O\\" A4 D, Z# a
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象. {8 u+ W1 D* R0 u+ H% K- x( `
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;2 Q1 I& q/ d5 v: I& u
- break;# q6 x2 Q5 @* K f$ k) R
- case 46: //重载函数new
- 5 j5 A. \4 _( R2 e# P, w
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- ) v- [( |( y, m\\" I
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型) ^, \& e& h' |3 s
- break;% j9 d, m: q5 {8 m# ?
- case 49: //重载函数o; a' C% Q! Y8 V7 ~
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- / Z, H* I8 R, {2 f% G5 [
- if(!pMessage) break;1 Z2 D! R2 g! S# |, \: l. W
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);2 D: r3 N- v9 @ {0 I
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 8 V D\\" _( @7 \, Q
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 9 N# B- t, Z: }- q
- pa=pRealArray1->Array;
- 7 p; N+ O, E% T
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- ! ]0 y5 I |) @- ~
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵; F\\" W1 U+ H Q( u\\" G, l) h- Z8 Q9 i- L# ?
- {; |4 I3 l: c3 Z! r- p* x
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;- g# w* u& F2 X
- for(j=0; j<n; j++)
- 5 J+ L- V5 E. Z# ]4 F
- {
- 9 g: y- c/ k2 ~0 x8 x\\" Y+ b
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);: t/ y6 Z: g1 r1 ]
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- # k0 I) t7 e4 P: e! M8 C
- wchNum[u]='\0';
- 9 k7 L6 S, \4 B/ W- ?: u! ]
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- % D\\" i& l- _# e) U) l. d0 q
- }
- 2 w$ Y6 t1 V* o: Z0 ]/ E/ O* w
- }/ q( b# ]( p! P* i% d& O
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;1 W, I& Y\\" [, G
- 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 N4 L; a# _, T3 c; z! s% I
- break;
- 4 u9 @& M! q2 h! Q; ?' ]7 _
- default:
- 7 e9 c; T0 T\\" E
- break;
- 8 Z5 M& v4 e2 N\\" D* |! ~0 D
- }
- # P+ q) ]; z, h4 A) B! |
- return a;
- 4 b5 p' A; }/ o
- }
- ; p/ j, h3 ~/ v- C2 Q8 B
- void main(void)) b1 {: ^\\" D6 @+ c# _* ~1 r5 ~( q
- {
- . G' H\\" ~# }1 w
- void *hFor; //表达式句柄
- ) a4 l6 ^5 D% {\\" D: Y& u- O
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数$ f) {, t2 `6 I+ Z9 B. V
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- # ]+ a3 Q N( H4 z7 K
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- + Z\\" m6 }7 @9 M9 _
- int ErrCode; //错误代码
- # Y b* d7 ^2 p+ z0 }6 }6 J
- void *v;
- ! y1 W) F/ V3 P& H, \% b5 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 z! o7 z& X- ?
- //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& ~$ { a9 s$ F5 v
- LuData Val;: g) z\\" U9 n0 Z% L
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu; E! x0 v( C( `9 V7 y3 i9 i
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型( n# J- p* M- ]% j1 I
- # z# A( F+ h/ V) ?, Y\\" D3 @
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- 0 [# |$ a\\" [4 w\\" \; N+ d$ e. ~
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- / m t$ `) o3 u4 _% O
- 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
- / M5 B* ?- Q' {( P
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- + `; p- h0 e; y1 Y
- . K# X) m7 ` n* [6 g; \+ O5 g
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式+ F3 @ H3 G5 I9 P! b! i8 O
- if(ErrCode), @6 ], B0 _/ A3 e3 x
- {5 _& g$ S! x. q- e
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- 6 @- @6 o* U: \8 Y. O1 ]9 L1 ]
- }
- 5 _# Y, _# B) g
- else) U$ f) A' K$ ], g$ e4 B- L# v
- {
- - q5 c, M/ B: W+ [+ F+ k* H/ v
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值5 _2 {( k, X9 u1 e9 ?' T
- }
- ' W; U: i+ l) r
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用6 P. t! o' G( c8 A* s% v
- FreeLu(); //释放Lu' T! M* o- {- ~
- }
习题:, Y: F& o4 ]0 r) `' m# B
* r' Z# X6 @# f" V9 h: S (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。
- @" E. O3 M5 d! h2 [( S/ p( [0 t4 g3 H" x' T) d1 _2 O
(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)=3 o& f8 m: h$ k* S1 L, s+ e
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
2 w6 C0 L\" i' P: u o7 l5 {; c) D - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
l( {* e4 J n7 ]# E; G) K - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],4 Q! u+ y6 r' E/ ^! E+ }8 ^
- t=clock(),' g: J, Y7 y$ y+ b7 e5 g% J
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},- F9 s3 M4 I, b. n\" ]+ x5 `, H
- 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.
2 D6 I) V' x: k9 F- y5 W5 y, p& f - 5. 4.
9 g. _( |$ s: E6 k5 ]7 i - time=0.875 seconds.
5 }9 ^ W6 z+ Q% z- O' l! M - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];2 e8 p3 r, X, P) C
- b=[2.,1.;1.,2.];
, Z# J# W% c/ }0 R9 F - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];. ]! o# c$ J S6 K
- tic,# C5 A% W9 O6 n5 ~- _4 N+ V
- d=a*b;
7 s4 @5 S3 z3 k - for i=1:1000000
7 }5 c$ E% l& P- }& y4 P& `/ L - d=d*c*b;
, _- ?2 C3 A! ] - end7 S: y# g6 d: h! P
- d,
3 p$ u% \$ j/ i I( s - toc
复制代码 结果:- d =# u4 u% f4 s: h3 l8 N\" X
- 4 5
+ q0 S\" U4 d! o9 n - 5 4
! N8 I: D) H0 e# i - 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。
4 j, q( A) k0 ~9 c3 d' \ |
zan
|