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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
 |
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。% U( c$ {9 j1 ^, p0 z
2 {% K0 @ Z6 j% h4 f. J0 u& ?" M
基本要点:' b0 x( h w7 p2 ~
1 W) h' E* i7 [! ]" {: h3 M, q- j! E
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
! k0 H* f3 O7 e$ K
, a$ d! P) X& M( c+ M7 ~ (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- M1 e4 H' N( }* x1 u# z' Y1 F
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。7 D2 L9 H3 a. P4 `
?, j3 C* x: D. Z8 V (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>
- % ]- s! D. U% T L
- #include <iostream>
- 8 d, O1 S+ x7 g% L- ]& x/ W
- #include <math.h>! h; p9 ?: A( K# |& X/ ^
- #include "lu32.h"
- + C5 Z) \$ X Q# `# u x4 o1 P
- # X3 V! D2 Z& N( {! R# S$ T+ m
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )! [- _! \ b/ G+ k\\" O& R
- 8 m2 D+ b. z1 a
- using namespace std;) r1 G0 V( f/ n
- % P; M' ^# U/ J$ v0 E
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- 5 ^8 z# K% v9 B2 i: x
- 7 i# L/ ^5 [* U7 A6 ~\\" G% D8 |
- 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
- ( u, N+ |0 q a- a6 P) l5 l$ d; f
- {; a' |% L# M2 { ]
- wcout<<pch;5 ]: d' ]- R4 a4 B
- }( ~+ u5 g- R1 ^' g
- 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
- 9 k, l, t% L ^7 A& l* K& i! ~
- {
- ; a* y! D+ G2 R7 ^
- }
- 7 ^& f2 P0 ` D: m
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数4 \ ~% q. |) k( P$ C
- {
- 8 Q, [8 t( h0 b& e. t
- LuData a;0 W' c& }7 B. v# t) Z6 G8 Y
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;8 \: _, h- ?# v' _) B+ M
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 5 G+ t: `8 Y* g3 p& r. y4 G
- double *pa,*pb,*pc;9 S/ J4 U1 _4 O6 m- Z. k) M
- luMessage pMessage;
- 4 m, p W, j1 P* S
- wchar_t wchNum[32];6 E8 _$ `, @7 G\\" q* E& Y
- char chNum[32];: D) ]* ^3 Q& |4 \: [6 Y
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;0 F0 J9 d7 B6 t+ [ s\\" e
- switch(theOperator)
- & \- E; t7 F3 h5 ?: }1 I& ]2 @1 T
- {# H8 F/ |% \, v2 O( j9 j
- case 2: //重载运算符*% {& P2 @, Q) U. A
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- / Q$ r8 p$ d1 ^$ H/ E
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);2 O; l4 F M3 ^; b9 u I% m$ M% I
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组# C$ B7 r* |# i: v _% ^
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵); u. y; Z! {: Y7 X
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配& G4 |' v, \5 Q1 {' o7 e5 s2 s
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象; G4 c# l6 K5 J' j. U5 W. p% Z
- if(!pRealArray3) break;% L\\" c4 X7 D, R- D% `; d
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- . ?6 b' W. b) \5 m- D% {+ o
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- 4 S- j7 S: @, T' U. w' W
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];+ |! [; K' U4 `* z. n( v* q
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- . e5 n: e+ j\\" n* Q# a7 V- k
- {
- + `9 v0 h% V2 U- @2 r0 ^4 C
- for(j=0; j<k; j++)
- * e5 o! z6 [1 _% j- h$ b
- {
- 3 L: X8 ?' d& l+ I
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;: p$ E8 \ b* N, P# S
- for (v=0; v<n; v++)
- 8 R Z; ~: C, x: A% P7 w4 |\\" D- H
- {9 Q: `2 i6 v9 M
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- . N+ y3 c6 X# b, x o& h
- }
- / P* o K: Y, ?
- }: y# {3 ~4 `( D; _: X
- }+ E% g/ E+ F0 j) r& A7 W6 ]
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- & u/ t) h9 w8 | w: i- b/ ]# G& r
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;; U6 X+ K1 M8 c5 d\\" r0 N5 I
- break;7 c3 h( w4 C0 c
- case 25: //重载运算符.* |\\" r1 G* g\\" d6 V! R
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) V S0 X\\" j\\" B; P
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) \: c# @: Q\\" N- Q
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- + ~* a7 I: a( T/ r
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)$ H0 g) N, @# t8 J7 Y1 g
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同- D/ B5 L# x# B+ T- [4 M
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象4 \: E. h4 c1 \. _2 m: P% p* P
- if(!pRealArray3) break;
- 7 G! S1 {' [% u
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小$ B/ J5 ^$ e. E8 c. _) v
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘# N: u7 E% W; `& R' a7 L- x# i0 I
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象; s' p2 X# y& }3 B% i# n1 E$ D( o d8 R
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- # l; ^% P2 V8 ^+ y, {. V/ C
- break;6 z6 Q2 C2 W& q# x% S
- case 46: //重载函数new B* |0 f6 t4 |* x\\" Y
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- , U' j3 @, f) N! B$ O\\" j# V, L
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型7 i, O& ~: I0 b$ W6 |% k) i: w+ \
- break;9 Q9 d0 P& v. E7 s; ~
- case 49: //重载函数o
- 5 i3 n( c! G) K8 p
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);5 z. r. a+ v% q |/ |
- if(!pMessage) break;
- - P+ y* S8 a: D S4 Z& |
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);, X. z4 h$ `7 a. Q' C
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 0 w% u V# l5 m
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ! F( q# |: i& N' X
- pa=pRealArray1->Array;7 C1 u' d5 J% e6 {: B
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- % m! R7 v2 A i0 ?8 {4 ^% h
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵2 t/ z5 S8 _! _- d1 ~
- {3 a- q3 R- s8 {( l! y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;. y9 q6 A/ U2 S( \8 j+ `7 R2 x
- for(j=0; j<n; j++)
- n: p$ p* ]. o& U3 x# F. ]
- {
- \\" E6 j: o x5 a. \; n
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 4 }% x8 ~% J9 M4 e, I) Y
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}) j0 X# |: A1 ?9 g) {
- wchNum[u]='\0';- l0 ^5 d- ?: p; B
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;4 U6 p1 v1 x+ c% E5 P
- }6 p+ e* ^) Q L
- }7 G) I# X' B5 }# I, h
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;2 D+ }3 Z. q+ s# a, d
- 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; }' h: l) W, h
- break;8 a\\" X! f0 }+ x- R
- default:
- 3 J& P& [* b4 F+ g: E) F
- break;
- : ^7 m* T: V3 Z H% B4 p; S$ \% E& }! v
- }' u- A6 k3 P8 v& Z/ u+ M5 L) V& @
- return a;& O5 Y2 k9 J7 ^\\" S, f `5 h4 W6 c
- }
- ! s T+ M+ L3 m3 g, N$ @7 ~
- void main(void)9 N' ~7 y$ K) }$ ~# M8 `
- {, W5 i; t+ ^$ H |; U1 f. Y% \
- void *hFor; //表达式句柄
- $ m2 ?8 a* r! t1 e/ G. [. ]# W
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数- m' C7 X5 R\\" M% w6 u9 Q6 Q+ G
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针$ ^9 O$ w# Q' K% N' U5 U5 \
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置, A. y( k0 ^7 C' w% ]. D% P
- int ErrCode; //错误代码
- + `& s( s1 B7 h$ Y- @! k/ l
- void *v;- b& R% B, p: N+ D' e3 r
- 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
- ! D- U, {2 ^9 [# l
- //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9 ~8 J* z0 B0 P+ b
- LuData Val;
- % r. P: N* B0 C6 c
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 3 y\\" [/ F. ~/ ^8 B1 R
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型' d) H/ }& F0 i/ F\\" C6 @
- % R* `! |; W+ \ D1 }
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量, z6 M$ H1 E# f4 |\\" W/ o! H* F
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 1 p8 G1 r y6 b7 E1 `& |6 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/ z/ o0 K7 k. D: O* Q7 c% U* k
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- , c1 S* e, l$ Q1 N
-
- [0 \3 p1 T- L2 ~5 p1 a; D
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- & Q\\" |0 T4 t6 q% ~, x: P
- if(ErrCode)
- 8 ?% V7 ^4 q+ f2 G. ]; R0 w% Z
- {
- $ a4 B: k, b5 g2 }* u: k( X
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;7 v+ v6 u1 }' S2 h5 f1 U
- }8 E1 D& O }: W1 a5 ]
- else- x4 |& w* y$ g/ A6 Y& g7 x
- {1 @8 B7 ?( e) \' @5 z
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- : \0 [4 o1 p$ j# d; A: D5 v
- }! s3 x6 o7 q, l! e5 J# E4 v
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用0 p# O* t8 R! e: \- i
- FreeLu(); //释放Lu
- ) `) {3 M, O8 N6 |; n
- }
习题:
9 E# j2 d. B% _3 ~" K# [! @# D# g8 P: D$ H
(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。
/ c3 M: j% \( _) j. m. T f$ \ N) M4 y8 v
(2)小矩阵乘效率测试。编译运行以下Lu字符串代码:- main(:a,b,c,d,t,i)=
& v( \) R0 ?+ O$ H( U- x\" T- @1 p! g - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],( d2 U: z2 q# J
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
1 c/ {3 a% w6 A# | - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
$ V+ g) {8 f' A y& X5 K: V* G - t=clock(),3 h- ?4 {4 K( F
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
, t8 g% r* `) }1 v( U - 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.
1 E9 i' y, n1 ~# G - 5. 4.! }% E7 u* c5 C) ~
- time=0.875 seconds.
2 Q# n1 O7 u& F - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];9 ^% B* F& q* x4 Q' e; {- }; ?7 B
- b=[2.,1.;1.,2.];& H4 f+ w* h6 `8 @' s7 ?9 r# h- B
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
0 P4 P0 i. O3 g# a# R) @; e/ s- m. W - tic,
$ D# U- Q) a7 J: D7 s+ d - d=a*b;
- m# |+ |# U7 y - for i=1:1000000
) E! @0 |9 w$ ]+ Y: \' ~' M( T8 M - d=d*c*b;
) E# E3 V) a# \& ? - end5 m L3 k/ N+ ~
- d,; n. J\" e1 p5 W; P6 l. x5 i# e
- toc
复制代码 结果:- d =
. ?# V- @! y$ {! Q - 4 5
# E% ?# C B/ H! @% Y - 5 4: z% O3 d) T! Y9 p9 J% d
- 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。, x/ [$ A1 \( x
|
zan
|