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TA的每日心情 难过 2012-8-27 18:22
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[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。3 V. i4 ^9 Q, e' `& J
: a4 ?( y% k- Q$ m) L7 q( |
基本要点: m+ r% y9 s0 H$ Y& i: C H8 F U% X1 F
4 ]5 H# D H+ P2 E T (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
6 j$ \" _. T5 e: F: c# U. E/ s
! ^+ t$ w5 Y8 _# c8 N: l/ o5 l9 r (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。: o9 a, T+ O0 v
" O' `4 u. r9 h4 m5 _7 m# h3 t V
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。+ @" u6 i2 Z3 o$ _( P6 H' O
# p4 S/ L6 T' s2 [) [" _
(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>' _3 C$ ?- A8 h. Q\\" W! Q$ `
#include <iostream>
8 S6 T* ]2 `6 V. v #include <math.h>
* K% ^4 G; B0 h1 o #include "lu32.h"
$ J5 Z* O4 a' s1 G5 J6 Z
- l; L( b' a9 U; x5 g$ t' k. W #pragma comment( lib, "lu32.lib" )5 E/ B3 d4 F7 w P* t# X9 A9 m
& k\\" ^9 W& O4 C6 w: \+ C# r7 ]0 Y using namespace std;# H3 _1 B: |# Y! Z# ~0 c
6 \% X8 m& D2 H: o
luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定: D- Z& |4 E6 A\\" g! M% ?, D2 q3 x
+ H- |# M( k6 C\\" h+ I, U 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 T# [4 V4 l\\" r6 H
{
3 G( J4 |0 r2 K: C6 b wcout<<pch;
* a; h6 x+ e# [3 v) k# M }9 y W1 v E* V+ X: \
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
6 P; ?8 J2 J3 }& ~' C# P {1 u+ p) Y# s0 Y( I
}9 p6 E# }9 s1 l8 Y: i
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数$ h$ l4 \& Z0 m2 w! }* ?, a
{# m9 \; e& J8 D
LuData a;
! T* w3 C; H( W0 A; N luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
7 T1 h\\" s; |* ?3 p; M( ^- r luVOID i,j,k,m,n,u,v;- Y+ X+ B! w# [, t& r0 _+ N2 ?8 E' A
double *pa,*pb,*pc;4 ?/ i( M w* W( A/ b
luMessage pMessage;- n! g* C- K$ A4 f* w: |
wchar_t wchNum[32];2 D2 T& W8 r! a1 P8 U: ]: n' V
char chNum[32];
F; o# h6 F2 h D5 l\\" B9 L- C5 b a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
9 Z( a9 r) q* Y* p0 y switch(theOperator)+ b! E( j- S m6 Y) Y: U
{, D\\" M; ~4 O- D/ _/ ?; r/ k
case 2: //重载运算符*
* R9 Y8 F/ O5 k+ Q2 K' h/ }2 `\\" y6 x. D pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
5 |8 T4 X. K9 x* e J4 y( t2 c pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);4 r: V3 r3 ]/ \. n R
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
. h\\" e+ M+ D& d& X1 O; } if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- h V, T: R4 q2 `4 `8 w; t if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配/ r& s+ k* V: C3 p
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象5 V8 G$ B$ v# o% A0 B
if(!pRealArray3) break;; f, ?7 K$ q. J5 Z- D\\" S
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小0 i8 k5 J8 R. G- V8 `
pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
: y; C2 r) W, ^7 q' ~7 I% C' K m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
5 i6 ?3 r1 q9 Q0 R b2 m. r. D% ` for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘( R; U1 O7 O5 R5 P\\" ?
{4 A- `1 d# w2 T: f6 O1 S+ S/ I
for(j=0; j<k; j++)2 Z! ~7 o! j6 d6 j
{9 Z% D+ Z\\" `/ {8 w
u=i*k+j; pc[u]=0.0;
# K& h/ {) @$ Q8 y% z for (v=0; v<n; v++)
7 S5 h5 r! }* x' E! j0 _- I {
5 k8 i0 U( X1 I4 _3 J pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];& a; [8 m& |6 a, T7 g' a7 N
}
+ i2 {. F { e# X\\" h0 ~ }# p- M0 I\\" d: C3 Y1 m9 U
}
1 h# c+ r* T; f$ g\\" s- B\\" I8 t FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象2 i1 V7 j2 f; ], G; f* E0 ~
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
5 l& U4 X\\" p2 p3 t2 z# j break;
B H2 g/ m( V# V case 25: //重载运算符.*
; C) V! s. t' E0 \7 F1 c1 z3 C) g pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);. x, y1 C$ M7 ^. y
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
3 g/ h/ O& d$ M+ ]& K% w/ S. O) C! W if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
9 C& l1 x2 H7 ~8 d4 C6 ?6 O if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
( z6 }) b* k/ T& B$ k3 O; j4 T: q if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同6 m* G) N6 Q0 z; |\\" L
pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象/ V3 X3 r) M, E6 U
if(!pRealArray3) break;
* E; S\\" Y) m% ?2 J! j# i pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小1 d* q6 a0 ^; b! L4 t1 L4 A
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘* Q# s0 z k4 m7 {2 w' }! A
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
% b! Q6 l) N+ Z O a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
8 W/ p+ f5 |+ P% k9 A1 `! M) D break;
( r7 |' m; H5 V9 o' h0 X case 46: //重载函数new
+ Y; z0 d: n7 X0 H a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数- Q) @\\" c. s% e7 D
if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
+ [- U9 K9 a/ M0 {: N\\" a- v break;
- A. c6 I0 b( _ case 49: //重载函数o( d% ~- ?* F* C% p. d h
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
. ^/ s; h- S. }1 U if(!pMessage) break;/ n% v* `3 t* U6 v
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);& u8 n; {4 w1 ]: r( d- h' V
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
8 e: |! O0 K6 Q( J% i8 u) T J\\" i3 x if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)( w, j. F6 h& A
pa=pRealArray1->Array;* g+ P* T. b. ]& `3 g2 |( m
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
6 U. c* Y$ T6 y4 y. l for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵. N# \9 _% X2 o' V4 `, E
{( S0 p4 H3 p& t
pMessage(L"\r\n"); k+=2;: J6 ] k1 j0 u, D
for(j=0; j<n; j++)
z4 B! ]% ]9 X* {5 H {
) S4 T2 o9 X4 V! D4 G _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- X4 R% X, `; F* F; ` for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
) ^+ f, j; ?; }- T* a1 k wchNum[u]='\0';
) Y4 X& g: g4 g# i) v% V/ A pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;, L `1 q) l. ~5 D; @- E1 w
}/ G a. i+ }* x4 F. I- m6 f
}
# P+ u0 I- H# i7 d pMessage(L"\r\n"); k+=2;/ }# n5 N' s% y+ p9 o4 L
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
+ s0 S% ?3 S2 Z break;
$ E8 N& @6 H# z' g2 |# T default:
& M, H\\" F# [5 A9 R* v break;
+ c' b5 l- O0 u% L; g. B* ^0 y }4 l( ^: o- M: V4 v+ d4 z
return a;
4 A6 p0 ?( `5 d\\" Z7 X/ a }7 y4 J3 ~; i8 ] ?* D
void main(void)+ z( p& Q& I4 V1 Y
{\\" i2 L# ~6 y2 T9 r+ _# h
void *hFor; //表达式句柄1 L3 t: @' v. P+ X\\" ]
luINT nPara; //存放表达式的自变量个数' Q4 Q0 M( q2 J
LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
+ y; ?& C8 N: C luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
) G' x4 c/ I+ G* B- @2 D8 }$ \6 s& s int ErrCode; //错误代码, Z9 ~5 y6 Q. v* u
void *v;: z7 l' f& ~ w6 U0 U) N9 x
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* ]4 c/ J: A9 Q2 o0 k0 a: E
//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
$ K6 y* n6 L) c4 q' F LuData Val;
\\" w# `* ]) i( i$ m$ g\\" P5 D if(!InitLu()) return; //初始化Lu
5 M/ n, \2 x6 A\\" f while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型6 S3 q5 L; o2 J; C4 F1 B
0 f4 `, G& { U
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
! `\\" q5 S% v& ?$ D$ n SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量, j/ y( p4 t0 _
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. g, E) y+ e- t
wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
+ e6 X\\" p' t% \\\" N+ p9 s
6 V' g0 f# V6 z* ^$ m1 E, w ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
0 n, |' N T1 N* |2 P if(ErrCode)' d6 K. j+ u- X+ x$ }/ e
{\\" \ E: B: ^/ S2 t/ G! [, q
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
\\" O! ~7 F# S3 E9 X! p9 g }- r8 s0 T. M: T+ Z6 h R0 C
else3 G8 O1 K+ A9 ~, [' D' Q$ ~8 Q9 p
{
\2 X- }6 f; J7 r LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
' c. V1 ^# D1 n2 ^9 j7 f2 P }/ p1 Y0 k1 e+ \- i
LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用 `* T! D7 K/ F5 E5 _) g8 m
FreeLu(); //释放Lu. y0 j0 _5 I# z/ p8 M& f
}
习题:
( @% ?0 p9 y! j9 A/ ]8 Y. C3 U4 x9 F ( b% W6 q4 V$ ^8 G
(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。 ' s5 x9 |: X: }
" a. O; |" v$ B% s! c+ a4 L5 A
(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)=
: X7 X2 u6 y8 ` a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],: @/ f\" g+ h\" k W
b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
( G- C8 i) l' m5 T4 L8 _8 B c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],. R% P) s# k. t/ c# A
t=clock(),
& N1 O& |+ [: V4 l# Y9 Z d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},\" Y- T\" B2 \' {& J4 {1 L
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.
# _& e( u: W! Y. i' W8 _% l 5. 4.0 M( o' X) ~/ G L7 W
time=0.875 seconds.
3 f. F3 t* D$ a/ X! a4 \! i6 M 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
) ]\" H5 U- ?, p) P7 H b=[2.,1.;1.,2.];
6 x. h! [8 @+ E/ z\" Z c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
' M: V# _! ^% G tic,' g+ Y, [+ t\" ^* v @8 }' ?
d=a*b;
. r: a- g$ O) U5 P# e+ k for i=1:10000009 G ?9 Z\" F- e
d=d*c*b;
. L! M. c3 J- M {7 i end/ }$ V. j\" d% ]' P
d,- S8 u( Q4 v& L1 y; J: N\" k- t
toc 复制代码 结果:d =9 ^3 | K1 `# k G\" I) y- S' j
4 5
4 V6 \9 I H5 d6 ^- T0 y, F 5 4. F! p3 B; L' e2 o( 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。
! M/ M. h9 v' _- d# W
zan