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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。+ [$ T& l) j9 ~ y, L
/ v0 m9 G& q: A. b+ o
基本要点:
8 t, x: A; e& ^: r* O
6 e" R) Z0 @6 W8 i! B9 \) N (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
, o1 R6 L8 E# V$ e# V) u
8 J3 e- k& ` N" O (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。4 u6 H$ D8 \1 i/ e# r( }; f$ O9 _
" `2 H" M- M" ]- M% E) u (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。- a8 S% a7 l d7 x- T8 _
4 [; L2 f1 y& M: U3 y% [7 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>
- 0 m& h& V3 U! u4 S, t
- #include <iostream>* j. O }/ }% \
- #include <math.h>
- \\" Q: v8 {0 [# g5 V
- #include "lu32.h"
- + t( p2 \+ S4 Q4 W& g) `8 |\\" `
- ( O. @ T& i: i) T8 N+ k
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- , ]) N, X7 a) h, c9 f
- 6 a4 J4 V1 \! `* W8 F: ^
- using namespace std;0 `+ g- q0 l; k3 z! u* @% I% ?
- \\" j; O% {3 r! P# U4 G3 _
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定3 q' J2 t0 v4 ~) J
- 0 N% {5 Z/ u+ a& L
- 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 ' m* ]+ Q9 `3 E2 U O
- {! G/ o$ y8 a Q7 U2 I
- wcout<<pch;, |5 a0 ]6 Q: b* I2 x, y
- }8 s' S' o5 M8 t0 {' t, S- P
- 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 l1 q1 W- g$ ]- P. e& i7 r2 M( j) J& Z
- {
- 4 N. ]7 j. @\\" t! I! E: N; [$ t5 E% W
- }
- G' `* p# y$ c3 ]
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数 V- B q8 J7 f\\" v\\" U/ R
- {' H2 X# r+ b5 |' h! ^
- LuData a;2 V) {2 h3 K3 l. X
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;( q' j: H5 l( w; `/ J
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- . p4 _* w/ t Q# t& X+ N
- double *pa,*pb,*pc;
- , B$ k/ o3 L0 N, M3 b b, `
- luMessage pMessage;2 U+ P1 X8 {- [
- wchar_t wchNum[32];# \1 x' @+ U5 q$ \
- char chNum[32];2 N- @& T+ z; F2 l
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- : l$ v. v! j$ F- N% F1 M* e. y N
- switch(theOperator)0 p/ m' `% F+ k( G# b5 Z
- {
- ( s# |' n; r! x7 t
- case 2: //重载运算符*
- \\" W) t* ^! \: x/ b+ b% w6 [0 J; `
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- / O) G4 R% b6 G
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 8 U5 R \( `5 Q2 j) a8 z\\" t, [
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- . E4 f) s: S' O6 k
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)! a. K\\" w$ ~( z4 p% ?9 E& w9 C
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- $ b r* F8 y( o\\" ?- k
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- % V1 f& l o4 _4 g& E- ^0 Y
- if(!pRealArray3) break;! Q( P7 c. c& k7 w+ f1 I- e3 X, H' u
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 0 t9 z8 l2 Y\\" _8 }+ S! w
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- 9 g9 }5 P( K. m2 P
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- ! I; D+ L7 D; u5 ?0 ^\\" c
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘\\" f* d8 d Z' F; L. [* a
- {
- 9 p- x. J7 g/ [+ ]/ R) E( P# s
- for(j=0; j<k; j++)
- # J U/ P. k: P; r8 r! l
- {, S# p5 h' @; {+ `0 b
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- ( V% S4 A; M E4 R$ H- ~
- for (v=0; v<n; v++)2 C% r$ }4 u8 m3 o
- {
- : V# t/ v' D$ |\\" z* D {) o3 m
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j]; M, i+ j0 h0 K: z- H7 p0 G9 V1 j2 t
- }
- 8 ]0 s/ d5 H5 W
- }
- : ]- t! G! m5 l5 n
- }. [2 i/ a X, q6 w( k
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象3 w7 c4 `$ q\\" o7 K E
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- $ L. ^& `# P$ X& ^$ Q
- break;% H\\" I\\" X5 k! i3 j2 v- E: B, s
- case 25: //重载运算符.*1 Z: O9 n/ {; j\\" Y* Y% F J
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);% n6 T4 o. `' C/ l4 a; |
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- : p8 m3 K' \* m4 W
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组- e% i# T- H: ?( W
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 6 j9 F$ T& r0 Y' p1 Z( ^/ [. E6 E\\" r
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- K; Z- }7 a+ [ g. O
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象* [5 J7 s, ~& }; }- q
- if(!pRealArray3) break;
- ; l; z8 U) A. {& T
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 5 {+ O9 \' L5 {4 [& Z
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘2 O( O$ F9 ^, Z n
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象! ~* D! r& e$ k+ F, h$ w
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- * }1 s2 |0 Z, X/ m- Y
- break;
- 0 t, Q# [' u) h
- case 46: //重载函数new
- 9 p4 t: X2 j% w0 x2 v0 j3 o* b
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- ; M6 h& b, ~# O F# r; H! T/ r
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- % O; X; R$ f8 Z9 n
- break;3 d- A; Q6 F' S, H
- case 49: //重载函数o
- ( j3 a4 c! q' y- v
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);/ Z+ r8 ^% i& I, s! @' z
- if(!pMessage) break;% Q, ?6 S6 ~! X
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 t! V G( w( b8 {5 s# X. g
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组$ Y+ d, R( Q9 e6 n/ f
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)% j# J$ e; m& D
- pa=pRealArray1->Array;
- ! T m2 u5 S\\" |
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- $ d4 h* j$ {9 _2 m0 h$ w
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- ( F$ \5 f! O3 M) e
- {
- & n6 i\\" T7 f! u( J- ?
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 3 J1 z8 s* ?\\" h! b
- for(j=0; j<n; j++)
- $ r: Q2 o\\" l. s. f9 I x2 L
- {2 c1 t$ a, c+ H7 u0 k) a: J4 H
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- & d7 x; U# G7 d- S5 t7 k4 e
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- ( v) O; A8 v& e$ n' }4 ]2 Q
- wchNum[u]='\0';: U+ p \' M# _+ z# z& \
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- 2 }, {; X9 i+ M% F! v
- }
- ; Q) d- d4 v4 ^! u, i/ |' s
- }. ^% l$ f* S* e: W: d1 S4 X* T4 y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;( W6 Y; 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
- & ^, j& H, B) Y+ z) d1 E
- break;, I8 b6 U& o! m/ v
- default:
- 9 w {& }+ Q\\" [
- break;
- ( }. `9 d8 V/ y; A8 y
- }$ R7 |* b; k% z( {& `
- return a;
- . _$ i7 t/ r# w
- }: J8 u, g6 |% w$ w* _$ b# s7 D
- void main(void), K7 y- t) R5 l6 m
- {
- \\" v' x9 x8 u* h! x3 F8 ?. G. f
- void *hFor; //表达式句柄* H' O! G Q* U9 A+ |
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- 2 i% L$ k+ u/ X. N
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- / W7 [2 [1 P\\" J( |$ ~4 Q4 T
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- $ D, D. F+ J: l$ b) i
- int ErrCode; //错误代码. s- B7 C1 q+ X7 O* F3 T+ W6 F\\" V' l
- void *v;
- \\" F, o; n8 ?; T1 Y
- 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
- $ S* t) J9 H- f& K0 d' y, _7 c# y
- //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5 R# Z+ h4 d6 x0 ?( V8 Q, U
- LuData Val;
- 6 o& W& c! a0 ^! ~$ C
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 6 R5 n1 o) `/ I0 y: U4 w/ e m
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型4 C8 Q# ]( H4 J) o1 e2 e: ?
- ' o+ u( M6 `8 F0 a1 H
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- # g3 ]# n' }8 \2 Y% g
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量' E8 B' h* P& Z: _6 l: y9 T y
- 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8 V: |\\" x6 B$ w% z\\" Z6 x9 A2 E
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- - d\\" p8 J( B* t ]
-
- + z9 k( w- I# N5 y$ W
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 7 B; w; p/ E2 s! b# y2 ]6 a4 e& n
- if(ErrCode)6 e* z. k1 E1 U3 l: o: Z
- {\\" s. G- |; A9 A% c5 t
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;8 c- x6 O: ]+ Q+ M; C* d* I3 d
- }
- 9 v\\" |. A+ r+ ]! x
- else4 A6 P/ C0 u; T7 W
- {1 K0 I; P! ?9 k8 q6 q2 E4 i D0 F
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值$ s, [- o1 z1 W% W2 N& ^9 ~! H
- }
- & t: ~( I. u I7 p5 m
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 0 H+ d- E+ L9 h8 P$ J& N9 A
- FreeLu(); //释放Lu3 R* X7 P$ `/ o
- }
习题:
2 _3 i7 _, u" V6 x( o4 [# k9 c t/ y1 N' ~/ h9 k* G- 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。
) R1 Q/ ~* c8 L! j9 w" {
, ^. v: L/ P+ K. R (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)=# ~, H- F+ k2 R% L) O
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
# B2 u. d$ A6 W. u - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
% ]4 f! `+ I0 v9 \ - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
3 ^- ~& o A, g* Z - t=clock(),. R C! G/ C. c5 n; E8 a1 w
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},8 u% T/ j5 F6 k/ C
- 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.- r8 z6 `, g& |# A9 ]: Y! C1 d4 \1 _
- 5. 4.
2 D$ ?+ v1 g/ k+ ~/ ` - time=0.875 seconds.
\" I A. G$ ?! d\" j! |4 p/ J - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
# z4 ]; v5 N) u - b=[2.,1.;1.,2.];
* ^\" Z* |( O. |1 V - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
# D8 k& i+ L8 s1 b - tic,
0 P8 r0 K6 h5 U* a - d=a*b;
7 I# w) B& P: ^8 E7 M7 c - for i=1:1000000
g/ j( V; n1 H! G9 c - d=d*c*b;: Q' V1 c7 k f! o
- end
5 F+ n; c( }# e. c: y% M - d,# E) W6 W) y% z8 o+ l1 _
- toc
复制代码 结果:- d =
1 j, N, v+ h3 e1 l- p) { - 4 5
/ h! ]8 l2 F9 \9 s! T z! E - 5 4' o3 `9 I/ q0 O. ~
- 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。8 B; ]1 p9 m! w0 [& X
|
zan
|