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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。
5 `' F" l- ?! w2 c8 N5 R6 k( I; g( P }0 M4 n5 m3 C( J
基本要点:
* o. R. |/ e1 I, E2 D6 a+ S+ |5 {1 S9 _, S( f6 J8 r: g
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。. O' Q* c4 J* C% W1 s/ _: {
( J+ Z! |! `2 ^( n- v6 g5 C8 N (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。
; q6 U% C% T. V7 n3 j: {9 `9 Q. J8 _* j4 n, I; D
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
; D0 b5 c1 Y) q( L# x- ^
P0 A. w4 E! t) O: S (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>
- - b/ v1 S6 ^+ V7 J4 ^1 t6 n
- #include <iostream>9 z9 D1 `! k\\" v9 G8 v7 z- g
- #include <math.h>- W+ V\\" D0 ?5 ?9 d1 b1 p% m/ e
- #include "lu32.h"5 C; N/ W- U! n3 \2 u4 P
- 9 P Z4 M- @+ f! R
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )! l4 h7 `% }: p5 ^- Y7 b
- * m7 T* S\\" F3 N a
- using namespace std;
- 1 A- q, Y. C4 `1 G9 p: l- T
- 0 j8 i0 e% k5 Q+ B) I
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定; }\\" Z6 V: n: i Q3 x
- + Z! r* o' a. y) ]
- 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 : b\\" T, G% w |, Z
- {% h# J6 E, T# D% N# f
- wcout<<pch;: h; Z8 ?2 l. j+ g
- }& T6 @# [; p# O! A2 m
- 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2 p( L3 e) n7 H; `# K
- {/ z% }# C4 I N- G
- }# @. C1 }& D: k\\" Y% t\\" B( v
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数. ?0 d6 z2 n8 t& o& [- C- [0 [0 s; {
- {
- 1 `. x+ W+ P$ } j1 x
- LuData a;8 a5 e2 G4 O) ^- z+ v
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- * } j2 g o H4 T9 S* S
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- , c) B; O1 v) i3 f
- double *pa,*pb,*pc;8 W8 C9 w _5 Z5 g8 x
- luMessage pMessage;7 S5 b0 y) Z\\" }0 c
- wchar_t wchNum[32];
- & n+ j+ P, W# x# T4 C
- char chNum[32];
- 2 w; u5 X* A2 y5 X, |* F
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;, _% @3 N% |2 `: Q
- switch(theOperator)2 q0 T. V& _7 N\\" `+ m
- {- E# }0 z4 N/ i* d1 b2 V5 @* S
- case 2: //重载运算符*
- * a. s. b! f9 O' O\\" M
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);# i2 X/ K9 k) t$ {. }! @\\" r
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 8 _3 {6 Y& o; k+ s; A' ^) F
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- & N# h M2 s- J
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 4 l( m7 a) G/ Z$ ^. H! M; y% [$ O, i
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配4 J7 M* }+ h2 [/ ^6 t* x
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象1 V' p1 z6 V* |5 i& }$ x+ ] l
- if(!pRealArray3) break;( Y\\" R4 e1 E1 j; P
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 9 k* z* [6 X. u w& o1 s8 f
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;4 N) ~( I$ \0 K0 D
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];9 ?3 s3 p2 x( a. A8 z8 \& P/ ^+ u
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- - P, |3 c2 J: K, x7 r
- {) Z' c( _; A\\" x B
- for(j=0; j<k; j++)% y7 ^3 a, ?2 t8 X' `
- {
- ' }3 e4 C' E* B) A5 U& x( _# x
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- w1 s4 X$ p; \ b- w0 ~
- for (v=0; v<n; v++)
- : j7 u( l' b$ z' R! _: {
- {
- C/ T: f4 r3 n5 O; }! z+ r
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];. B. T! S. K& e+ h9 M: P9 i
- }: f! w1 ?5 y2 ?$ s* A4 r& H
- }5 h- k1 l# e. Z
- }# i6 s5 V+ L7 k6 O# m! i G
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象; I\\" a\\" u$ ~3 @/ m2 W
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 9 Z* g8 E4 H; W2 \5 \9 h
- break;8 a\\" a1 g/ k- U& G5 Z! R* j
- case 25: //重载运算符.*! E+ s\\" K# p6 x/ T
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 3 D4 f% ]9 Q8 u2 A( i
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ! w% i) F' h7 s7 G5 T/ `# k
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组( e# W: T a B+ `2 ^3 v$ G
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; u: o1 d9 I2 ~3 {
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- \\" }' l2 P0 d. O; M
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象* h. k\\" Q1 M3 [5 [6 i\\" o
- if(!pRealArray3) break;
- - m% H2 N5 w0 z* U
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小. [3 U& p% ?# c: b
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 6 n) O: P9 H, K
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- . x& j4 }! X: J5 I2 b: E
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;6 T. w2 R; H( N9 _$ D8 @
- break;
- ' ^3 _9 a2 |% h4 E# L; C2 v! Z
- case 46: //重载函数new& ]* _( V9 H8 f\\" f/ i
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- $ q9 m/ n* N b$ B/ S
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- ; q/ Y1 B8 U X% e$ P' w
- break;' \5 Z& Y\\" ^( B% o3 i/ q
- case 49: //重载函数o# K/ F% C6 e2 w4 A4 ]
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);7 F# V\\" g3 w3 o5 x4 r6 f6 N
- if(!pMessage) break;
- 3 v( w$ N+ _, q; Q
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 w ?) S\\" n3 {* O- a/ C
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- \\" Q\\" P' d K) l* J% Y
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- : o: J5 M4 n. V7 r
- pa=pRealArray1->Array;
- % ?* Z+ Z( d; x9 @
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;3 Y! c& Z# D7 R& A$ w
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 2 b$ {6 [9 I- n
- {
- . ^) h, f5 R$ ?5 V9 @
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- & W$ A% L: A' ~1 s\\" f
- for(j=0; j<n; j++)
- - W/ y/ `) o; C4 ]! y2 I7 U
- {- l% z( P# x2 a
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);9 F D5 k$ M; j2 J
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}/ V4 n- [& I2 X
- wchNum[u]='\0';& v5 I4 q* |9 s
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;8 e, C/ @6 u9 r1 ~
- }$ ]! U+ V4 [: k
- }9 H1 A- t' M( R
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;7 H3 z3 O4 R: }& l\\" q7 z3 B/ j* k& e
- 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# D4 d; ~/ T# \/ t: M9 g
- break;
- * V; ~- O5 n v0 [4 E
- default:
- * L\\" _! m1 {: a8 a
- break;
- ! P! @2 s4 u( L/ W; b5 E/ c
- }, K. b$ \: i( T+ M+ s
- return a;* p% }\\" v; U5 I& ~+ j$ x: Z
- }
- 0 `% C+ M7 {2 S! Z% G3 @' r
- void main(void)
- 0 E5 U4 \! O5 D6 K! I0 v
- {/ c$ L0 i; _& z* i4 j3 s\\" _5 V
- void *hFor; //表达式句柄
- ' ~6 I5 T$ G) S) \3 p
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- , k4 K( w0 U6 q\\" x3 e4 i( _1 y: t
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- / I* Q) I+ g2 [7 d- F
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- - t$ ] g7 }- g* k8 E7 N
- int ErrCode; //错误代码0 X4 a6 s$ |/ \9 J+ Y1 D
- void *v;
- % ^- s' l5 `# ]# [8 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 \\\" a4 t; [* r) {6 m
- //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( O6 U6 a; z3 q* r
- LuData Val;
- : L `: b- ]$ g* ^$ @* j) I# A
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu9 m, j: y% N9 Y$ c
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型& C4 d! I; |8 w
- , u! `7 u g) a6 D
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量3 [- S, R9 b& p9 K4 U
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 7 I) c& _# N! D
- 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/ c3 A2 R5 N* s! p# ~/ Q: y4 h# Q
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- & b: v) U! ?' z& S
-
- % s' V) }. N+ @
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式# e1 s! W( f) p+ O: m% ^/ W\\" s8 o
- if(ErrCode)* R( U% W7 d: i1 U8 {
- {* }9 j6 |# _1 ?4 c5 [) _
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;# _5 `7 ` A6 F' l$ z ~$ O( P
- }8 R' F# o, _/ u1 ~0 Q
- else
- - g5 B7 V/ x! W
- {
- 8 A4 x9 X2 [1 V
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- ' f1 v5 w\\" U. s% e' ~2 a* M
- }
- . j8 h: g9 V\\" u/ i% a
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用+ X/ F# ~$ A/ x( t% i
- FreeLu(); //释放Lu
- 5 F. ~5 y5 \ y( m/ ]' c3 r+ V$ `
- }
习题:
6 G9 _5 I9 A) D. ~2 e+ q% J9 x- W: q7 Z
(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。 8 F& b8 k" S; F& z; @8 V
3 X4 T8 z6 W9 S2 n a' m (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)=4 G$ @: q% r% z- u5 T
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],6 L# b }2 D6 ?% F, z& P
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
\" t2 j& A$ D7 w- }3 L - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],, G2 D2 M$ |! ~, n% Q# T
- t=clock(),. z% {! r/ X# u: o7 o; }
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
! J3 S& L4 _0 A u7 ^' f/ 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.
: B3 H8 ]0 d0 y& z. S4 Y - 5. 4.& l5 y$ b4 _9 Z4 f3 x: v; u* p
- time=0.875 seconds.
7 r# k5 }' [; P1 ] - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
' p8 G4 c3 _6 }) I - b=[2.,1.;1.,2.];
! X- L+ z) X! G* G' Z7 n - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];7 [* ~7 k. m- g9 j& ~\" D
- tic,
& {& @; T* t/ _/ j, l - d=a*b;1 k+ b. ~$ S' H+ u
- for i=1:1000000+ r4 `4 Z0 ]5 Z8 S% ^2 I% h$ ^
- d=d*c*b;
1 T3 _2 ^; F4 U4 e - end
0 U E6 |$ e7 t% g4 B! I( U2 ^ - d,/ T' |\" O7 D( n7 E/ }
- toc
复制代码 结果:- d =\" ?! b, C* O- q. F
- 4 5
, A$ I0 U) U/ Q& [( S& D - 5 4
. |* x% F6 x* V1 C - 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。
$ Q; i( k i3 `. N% m( ] |
zan
|