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升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
|---|
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' N, Y/ |9 h0 |
6 r3 t5 u( V+ m- i6 _ ]( O 基本要点:
7 Q* J b3 Z8 R/ T5 A# n$ H# R: b$ o. \9 a& y6 @3 p% U
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
9 t* s! Q9 B5 N( I5 M/ c$ `1 Y: X; U% O4 p$ K; U: ^. p
(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。1 H* ~& k0 L2 X& e4 g) }7 o4 I
6 j2 U/ `2 s: F* v3 E, H" K& I$ V3 C
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。! |, j& ?1 ~$ e% d2 r, d0 P& L
1 f; ^3 b5 @1 e/ b; l (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>
- 4 u. [, W, \$ J
- #include <iostream>\\" r5 S# ^2 T' D* n
- #include <math.h>& q- t\\" T# h+ s' k
- #include "lu32.h"2 p5 Y0 |! A; s\\" N& n2 Y; A
- 3 B- p# R5 C0 O: ? k& {* S9 h
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )4 F: ^# V$ I- e8 V9 J$ w8 N( F
- ! I% _& W( y- ]' L V
- using namespace std;
- ( @- K( s8 Q& R; M f! _5 n
- / U\\" A0 o. h* p# ^
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- ( B( l9 G C/ O T' q8 }% ]
- / r! W* q: G* G- ?& a\\" _8 j
- 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 5 J3 o\\" H# e5 _% J) E
- {
- . ^ i0 ?+ C7 W8 ?
- wcout<<pch;5 @* e2 J U\\" R2 g. }
- }
- ' i% D2 U- N* \6 [# o\\" p8 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
- ! w4 l+ Q\\" Q6 T& G6 X6 W. j
- {
- 9 j3 y2 q7 }! ? L1 M7 S
- }
- $ ^3 v( O0 s/ L% p. L
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- 8 V3 A; L7 x4 D. v7 @+ P\\" T
- {
- ( a& Y6 E6 U& h; ]+ `5 W4 T9 W
- LuData a;
- - c7 {) ~; U( `8 T: H) C* B q
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- 9 g. C+ [; k\\" m
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- * L/ t9 J1 X% U5 m7 V6 z$ X
- double *pa,*pb,*pc;
- - B3 E8 M* P\\" F& B- {& K
- luMessage pMessage;! G' q\\" ]& j- @8 ]+ T
- wchar_t wchNum[32];
- # e8 m1 `' q0 B\\" D1 l5 g( r6 k8 g
- char chNum[32];
- 0 u, H1 U\\" [9 I9 B' h: J* ]9 V, Q' i
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0; ~\\" i; X [; r\\" p' J t4 V
- switch(theOperator) K8 y! g6 e2 R/ ]0 j
- {
- D8 e3 [% S+ E% i& ]- k7 W
- case 2: //重载运算符*
- - R7 }' B1 N9 Y+ V\\" x
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 3 r9 I; X- ~ Q+ k! G# b) W
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- : n) o' L\\" w# l/ o
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- : ~- H6 @% u5 K7 k# f3 f; u9 A
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)( t; B) L$ F( p% G* |+ t; h$ k
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配5 U2 h1 L, x7 w
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象0 ^$ _2 `% X\\" v: f
- if(!pRealArray3) break;6 _4 W4 Q9 l2 O I, s7 Z; l
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小 m) M3 _* |5 @; ?0 c5 F. _
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;/ k2 P; }! f# r- d
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];8 m: {4 R8 o) l. V
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘 S& b$ l. f# N2 Z' Q
- {3 x2 G4 `0 g5 B
- for(j=0; j<k; j++)
- # d/ V) U\\" n# E0 s' A
- {6 q4 H4 t/ z( p( G
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- / C9 o' ]/ T, a: v
- for (v=0; v<n; v++)! B- ~+ y- A! A; j' ?' E, f
- {( R; \$ U1 W\\" m9 z _
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- , `, Y# a5 ]4 X% k; B
- }
- ; E% V1 b' o\\" d/ J: }
- }' m* h; V( Y% u
- }) p* F2 }% R; h/ m9 L
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ( a+ u9 m6 k% y& Q
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;* S6 n# `: A, ~( E7 f3 i
- break;3 I0 O+ ]+ h: v9 M
- case 25: //重载运算符.*( q\\" C: I7 r3 J
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);( G8 E- I8 y' ]3 F! j: D6 P1 W
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);' h& r7 l$ n9 J. U! H; r* r
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ! P: _4 T\\" {# B! T4 x& C
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)( k `0 J& n\\" @% D2 P$ \& W
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 5 k4 w6 ], I2 t
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- # x; W. }, X8 R! v: o; ?
- if(!pRealArray3) break;
- ~0 W) w1 D- T w
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小* l' O M! \0 H9 _: y. P2 k+ W
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 7 {* U6 O\\" G6 j, g! q
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ( e: Y: E& t0 ]5 f
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 3 c5 S3 g& {. F, e' {
- break;
- ( U* r/ B* p6 V5 ^
- case 46: //重载函数new9 B. e) A l# a$ E1 _
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数. b4 s9 u, h, o$ B8 `\\" Z
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型' A# n/ \! I# c+ B% \$ d9 h5 y
- break; G% H0 k& D2 l- {7 \& s( s
- case 49: //重载函数o
- , z% G5 E: ]$ H& \\\" e; {% [
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- . k0 ?- H8 C\\" O: E) e. C3 S% z# Q
- if(!pMessage) break;
- ) i/ F0 t* q. |: C y2 L8 v
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 P& H+ O9 q* L& i! E/ u
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 6 r! A0 ?8 S2 q# z4 d5 z' k
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 9 v0 w0 u% P2 L0 M: q* C
- pa=pRealArray1->Array;
- 6 R i$ E$ }; c3 l* ~ D0 N$ l G) l
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;4 ?1 v9 V* q- Q: J/ K. R
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- ' I4 t* h- u+ _5 x
- {2 c. k6 f' y7 `1 i
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;! ]# ]- V( a7 C7 F
- for(j=0; j<n; j++)' G/ Q9 i1 l5 E. ?2 c
- {
- 5 i& j# f8 n/ O9 D6 k( x
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- i d: |; S; S) D' }
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}9 x9 g& o* z( S. u/ x/ A& j, o) f+ y5 Y
- wchNum[u]='\0';4 A+ |8 j g0 [/ H\\" E, w
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;+ b+ \) z( i+ @ \
- }2 B ^$ O# O7 E8 a\\" d: O9 {
- }: J# _; h* N; E; S1 u
- pMessage(L"\r\n"); k+=2; V# q: o# o5 C& I9 n: s H* H# }8 j
- 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
- % l! V' N% _5 R( s9 r
- break;2 l4 r% ~4 m\\" o- {
- default: q4 w* U4 a5 M7 L: f# [. l
- break;% e8 b( y& G# ]! y
- }
- % s7 y\\" s: @# u$ m4 w
- return a;
- 1 y+ ^8 @/ K4 X* O% E, r
- }
- 4 X2 d2 z9 W( L+ T
- void main(void)
- # k; X# f' S# G! s, G, a
- {/ v: r2 C# p- Z2 d
- void *hFor; //表达式句柄9 ~# a c8 }2 j. R& J: I c
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数0 v- R) q. I3 p4 c# O5 k5 O
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针4 g, S5 m' W: i\\" n. o
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- - H, |% e; _) e- e! I
- int ErrCode; //错误代码
- 2 E! o( J1 f# E) x/ w, z
- void *v;( V: H5 w9 ]6 Y0 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
- ' Q# N* t% f% m5 b2 N+ r
- //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 o- N2 F0 _9 R$ b( N O4 V! }
- LuData Val;2 z) _$ h: V\\" M+ {: ]7 S
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- . d1 J: g: z7 v- H, l1 h
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- + g4 B( J( k1 N
- 9 B/ C4 v- m `
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量\\" f4 s$ \2 a6 H5 d
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量. c! S% K& F/ d }2 H& T, _- t& d7 C* u
- 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. F& ]: e) `9 |. M$ U: j. ?\\" r\\" E
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文2 |6 n3 F3 _: W/ I% @; ]
- 5 b0 Y6 i1 o' D
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 0 K( Q T\\" c6 d
- if(ErrCode)
- ' y3 H; }* E2 i& P* N
- {
- & W Z! w( S( e3 {1 g
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;- c7 _9 J& O8 z/ ], ?/ e
- }\\" L0 o t# }! w X
- else9 B: w2 G; S- Q: C2 M/ U1 X
- {
- ' i T$ {1 S1 T# }7 X2 } ^: y+ V
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值# |2 w# A( m* x) V
- }3 Q: f6 e# u1 i: O' @# A+ C) ^
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 6 u+ B6 Y$ n# t/ R0 Y/ W
- FreeLu(); //释放Lu! B2 e3 q, c\\" o; P$ A+ H8 D
- }
习题:
9 r% b9 s0 }$ i, P1 j, z3 B. m7 @: K5 a% @8 w6 Y
(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+ \" V# p+ `9 V
) t) m9 G1 e3 }3 ?/ X
(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)=0 Z! P: ]5 ?9 k# v' r
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],0 B3 [, C8 c- p. _2 k
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
& c3 r, i# l- g a5 ~7 } - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],6 b\" T, M2 p2 a4 N Y. m
- t=clock(),
' v; W4 A3 l; L# ]: k) I - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},- k7 Y. M! y \0 z0 w6 }5 ~$ r, @
- 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. F* D2 s% l0 u: h+ O
- 5. 4.
8 J+ M J$ B; C* `/ [ - time=0.875 seconds.
3 F$ |! b j0 W. m* j0 q& Q - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
; y+ X' W7 `# r$ \ - b=[2.,1.;1.,2.];5 Q5 e# r* r1 o4 K5 b' \\" k
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
- C) C6 z( ^1 q, C$ f$ G. _1 g, P - tic,) S- K- L( z6 L
- d=a*b;) T- L8 h% X9 W# P0 N X2 O+ i
- for i=1:1000000
4 j9 x! U7 B' V7 r1 U - d=d*c*b;
; N& U2 U7 f1 W3 p - end
, f, H- Q6 u7 i3 r% z - d,
T4 d ]1 p: Y! S - toc
复制代码 结果:- d =+ p9 {% T' V\" k) S
- 4 5& h4 n% w4 X9 U$ {
- 5 4\" K\" w5 }& Q% z/ e) B
- 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。: K+ |" T3 x+ |2 Y: t, S
|
zan
|