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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。6 z) D$ ?0 d! ~1 q0 ~3 L2 p
; O; ^3 T8 {9 A) o4 W
基本要点:) y$ w0 \* k7 P. ]
6 S5 z0 J Y Z (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。1 A! ]. q: E1 V& |& l0 d
8 X2 N* b% J! ]# P0 t% ]3 X
(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 C. p1 z' Y- \0 h, J' Y4 F ?" M
& S3 L: b" M! A9 [, s! [" b; X2 {" u
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。/ \2 T" U# A2 L/ h
( o" ~# I3 @' X- b- [, d3 Z
(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>: ~- m% E\\" @9 f; K6 [
- #include <iostream>4 j- y( [+ |7 K% i
- #include <math.h>
- 5 c, d# g! j! d4 Z* u
- #include "lu32.h"
- 4 a- o& _# m& \0 X! Q/ N2 g
- 6 B0 ?\\" Q- O, E
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- 5 g5 w! V/ X\\" I4 S) r7 B
- # i4 h2 ~9 h, {! R: H: y% s9 d# A
- using namespace std;6 ^5 A) P& R: @- }2 P& i6 M
- 8 P( ~+ Q\\" n( g/ E+ W( ?! G
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- * x; b( Q9 d7 s% A: ~- }
- 5 o' F+ Y; y. {. F* J: x& X
- 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 ' X\\" \2 K4 Y9 j7 Z. _' ?; L
- {
- 8 \3 L4 h1 x) j0 ? H8 W
- wcout<<pch;+ V* F: U* u( c/ O' Y% o7 O( c
- }
- ( h# D, }\\" h\\" ~9 b
- 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 `/ O/ _! L5 Q/ E$ c8 J0 ~
- {
- \\" Q+ x& k7 p9 u2 e' E1 G3 X3 R
- }
- 9 \# g* |( J4 ]( B) |9 t
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- 7 y! L# o$ ?7 B
- {
- 2 Y! E. U' R& B+ r& e5 V' |
- LuData a;
- # C, J5 |& H% @
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- ; p. V) L; X8 x
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 9 n: W, e+ E$ l3 ^7 G* ~5 a0 D
- double *pa,*pb,*pc;
- ) t* L, i, s) S) q
- luMessage pMessage;
- M( D+ e \1 A3 h: W* R1 r8 S# L I
- wchar_t wchNum[32];* {/ W1 M& U! s$ z+ T5 A. s
- char chNum[32];' y5 d4 y\\" C) q
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;6 C X/ x h) B' j6 a% u6 @1 b
- switch(theOperator); Z' _) z$ M( K5 g
- {! P+ o6 e9 M T! [! U
- case 2: //重载运算符*
- . ]( [+ }& i& k
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* N* |6 c' Y/ ]4 E- {) b6 o7 a
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); K( E+ W% {2 m3 v
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 3 Q% s# P& H2 j# x
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 3 O8 M* f* e7 E' A& i, q/ R5 \
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配) u- ^: y0 B# H8 a0 ?
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象0 B1 v: F# z\\" [( s: N8 {$ \ H
- if(!pRealArray3) break;
- 7 a4 Y1 P6 l( n; V3 I3 T/ D
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- % P5 o7 o* @\\" {# [9 }6 t; W
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;\\" { c\\" }' h/ i5 P) R( _( u
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];5 X' A1 I5 l+ ~% U9 q
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘/ A7 e* C3 G- |8 T
- {4 B' S! p' b- h1 a! C
- for(j=0; j<k; j++), k6 `( I7 r. T E' q& s
- {
- + F2 @, ?7 r0 ~4 A- K
- u=i*k+j; pc[u]=0.0; j5 v8 D6 H4 L\\" J9 J7 ]% y& m
- for (v=0; v<n; v++)2 e& U: a3 o F) E. p4 j
- {\\" X\\" o F3 D9 U( L3 p' i
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 1 |\\" ]0 N7 ^$ H' \9 q# l
- }\\" c; e4 V6 g4 z8 J* R# _
- }3 F! H$ y% ?( C4 t* [$ Z: K5 q
- }
- ; z9 g- e- `/ v6 u# L: p: [1 w, y
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 2 w3 C' ?1 \# Q4 x& O, z
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ; L' L+ n: U ~+ Y
- break;
- 5 p) g7 O Q\\" B6 _: X4 ?
- case 25: //重载运算符.*
- ) Q, B, A0 G8 u( s# A1 i\\" O& p- ]
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);, C2 ]0 p' k, m
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 s, |1 U4 N! n' W
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组+ P9 n! _ s\\" _' j* |: z
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- . s, ^# K1 u' H' W$ M0 r
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- t0 b, `' d9 |1 D! ^+ T* b
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象+ {! M\\" E. C2 B5 ^- @
- if(!pRealArray3) break;
- 1 B9 t) ]) w\\" i6 v5 G5 p: Y5 r
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 2 M1 V* z4 i1 b! j- \
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- - D+ f, y/ f) C. ^8 ^) g
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 8 T* ?3 `) d5 w\\" J- u; A
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- + ]) S7 |$ I0 W# e& B, b
- break;
- ; n! z& p ]. {% P8 w/ t
- case 46: //重载函数new
- 1 I7 I- h' H$ z, ~
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- 0 y. m: h+ c0 w- `, S0 O\\" u
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型. l7 |5 ^; Z2 w# I* i9 l: m h\\" m
- break;- t/ m* k4 H$ x5 w: m- m& a1 F
- case 49: //重载函数o
- : v& k; D7 D! `/ {: G: K
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);$ l( y( x( g* P( N' Q8 e& q! h
- if(!pMessage) break;0 L. ]% h% V1 o, o5 w& b0 R
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* \/ Y; ]& J! y, a8 }2 Y
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组' j& g6 t0 n7 s5 j8 }$ v
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)! G) K9 j3 H! ~' J- \
- pa=pRealArray1->Array;6 ?4 L& ^* n/ k |* A. L
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;4 K& I P6 T/ ^4 V* O6 M
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- . R! j0 |+ C7 z/ k' c7 Z
- {, J7 b( l\\" u8 M. g) Z# R2 J
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;; D\\" v- @; i5 m\\" z! w. s: S4 f
- for(j=0; j<n; j++)
- $ T( k9 b D! `! d# n+ M
- {& z z9 h/ |6 A& a, o+ p
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 6 \+ j- [7 V0 c1 `4 w5 q
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}0 }3 H: K# S% b+ Z8 _
- wchNum[u]='\0';
- & Y( F( e E3 ]- f# V: p
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- + a; T, w; G# P; Z) V
- }4 K6 z$ C9 X- X6 a8 \
- }
- 4 R& U z$ a8 s! ^
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;3 h& M# _& n) \
- 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
- - W! D' I* L1 z3 o/ w/ |
- break;% r, Q% M+ r5 m2 w7 F9 G- J& ]. o7 F8 h
- default:
- 7 u' A: F. i. r0 s2 s3 S4 F
- break;\\" N8 M G( q+ v1 C4 j! `# u
- }3 b. p, f, N; E) g2 J
- return a;, m% Y- M+ ]: x' n
- }
- ! k+ C/ p% g* k2 P4 r9 n. b/ H: J' K
- void main(void)/ ^/ E5 t4 }- m# g3 z6 V% Q
- { G0 a+ W, {3 M( S2 `, b) \
- void *hFor; //表达式句柄
- ) z+ a+ B t' m2 g5 z- i% ^
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数, Y' S; @1 O5 ^; W) A, Q
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针1 }7 S8 ?3 g% E$ e
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- 9 f/ l( G9 N( q8 S, w- h
- int ErrCode; //错误代码& f( o. c% U* b' y; V
- void *v;1 I/ F$ Y( ` g9 Y! @' K! T4 Q
- 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+ O1 P5 k# i8 F0 c. M/ J# Z
- //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
- 6 T' G, ~0 V! I$ M. Z) w) f2 A$ L
- LuData Val;
- w. j- ?\\" v3 w5 y) Z) t
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 3 Q; _! _2 |2 w
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型. b, ]9 k. N$ |, v$ m7 z
- : e* n% x# p( q
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量/ h3 U1 M K8 H. }4 e% g! c
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量* O# i5 I# }3 v# ?5 j( 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9 h! a( Q) R8 U+ D6 Z5 h
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- : Y$ a# H) w\\" }/ Z8 {
-
- . y0 `6 e$ O5 x$ b( u/ j
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- / q% c3 {, k# @# N# i, d
- if(ErrCode)
- \\" e' z6 l; S+ l' X: P: Z\\" v, f
- {\\" f. q& ^$ D) J8 o+ e% E) {
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- 0 e& z, d( p, G+ @* Y2 {
- }1 r3 v! `& u: w. E8 N\\" W' w
- else& F% f/ D1 O; X0 z- _3 z5 N
- {7 c7 {! Z- E4 N$ L
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- ; `7 S; I& V! z8 `! t; D- B& b. m' y3 i
- }% e\\" k7 t' O0 V, m6 X, J9 m4 i
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- / y: _* t' |, m) j
- FreeLu(); //释放Lu
- # G# x$ R G8 s
- }
习题:! f: T* k* H9 U* n
! U2 a5 o! z" ?9 b5 B* e9 j
(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。 " ?' o, e" J3 v+ x" v" u
% y, N6 Q. y" ~ `* O J0 q% L
(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/ a2 h+ y8 _- ?8 n5 T5 r
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
* N; \2 J2 l* e - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],: F5 Z, m% E, }% a& J0 b4 U9 M
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
& @5 Y F6 v\" D5 d4 [. g - t=clock(),
& e3 n+ z: H/ ]\" y8 T7 U, W - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
1 D! ^' O1 T8 K% a# 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.! I. d% w! |- f0 o! [6 ~
- 5. 4.
# d E) k$ K3 x+ |4 g( s - time=0.875 seconds./ W. B2 R5 `1 y' K
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];( |* \4 z! c. t2 w$ D
- b=[2.,1.;1.,2.];
) [( h! h; v( v4 D' S0 N - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
4 U4 @: I8 W* g\" }# Z) G' U - tic,
5 Q$ S7 L# V& Z% a( g - d=a*b;
6 H0 e M7 K5 a+ t1 @ - for i=1:1000000
) X/ U4 M\" L9 e' ^: { - d=d*c*b;+ l V) ]# F, f* p8 [2 e8 i4 U
- end
5 e2 c, p7 g# L8 O - d,) Y9 W/ ]4 X' z9 ~
- toc
复制代码 结果:- d =
4 q& g; h8 Q\" x\" p* o6 h - 4 5
) n, y; k* t! g: {- f) `/ k1 u - 5 4
* J) k7 W- l1 R6 F5 T2 ]3 S5 l - 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。3 l) g. C' v5 T7 B! R; c2 S6 l2 m4 a
|
zan
|