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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。
- }/ \ _ A1 T+ l4 p2 o5 X8 Z/ q% K0 {# b! m: T
基本要点:9 G1 e( ~9 g/ d; I
% S0 Q) d, S* H% H1 ?
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。8 d r, l" L+ H2 M
- {+ _" L- N3 M; A8 ] (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。 j6 H5 g$ s7 D+ h# f
1 I+ n( u$ {/ {( T0 M/ P
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
: [; y Z2 V3 h; E Q& @) _9 ] J3 r" L! W9 [
(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>. |8 N5 M+ H% f! N+ T) a
- #include <iostream>
- 6 }) z4 I: d. J7 [\\" T
- #include <math.h>
- 0 f+ P2 l7 a: \- F2 I
- #include "lu32.h"8 F! I: e9 P+ u) Z# Q B2 z
- 2 ?1 Q* P6 S/ m b6 Y7 H
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- $ H4 O\\" b# N! s7 T- S\\" m9 e: a
- 5 h. c, N0 _* @' W& V# T) B
- using namespace std;6 ^+ h( s) o7 C; j& a
- ' y M7 f. O2 x- W\\" D
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定; G% G$ V/ g/ j* J: ?0 l
- & m2 B, m\\" o\\" f& Z, b9 ]9 f' X0 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
- % n+ }: {6 b6 e& p* c
- {+ Q. v) [' x/ ^, s# y\\" }
- wcout<<pch;# f/ [! E: H/ o$ u
- }2 U7 W7 {9 ]8 O2 }
- 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
- , h+ y4 o$ O6 W, E' z9 u
- {
- 5 u! L8 \* p6 ^# i
- }
- 4 [% P& e/ a\\" F! O7 P
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数2 X3 ]0 X% t$ P; K
- {3 k+ C6 p\\" S8 r& i4 }
- LuData a;# {- F+ D1 a5 \, R8 [8 H5 g3 t8 {
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- + U; V! p& {. ]! X% g
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- 5 M# ~* r6 b( s/ Q) _
- double *pa,*pb,*pc;5 o. _& w$ B$ q\\" p) u3 Z) Y/ ~
- luMessage pMessage;
- 2 O# m: `4 i0 ^
- wchar_t wchNum[32];
- + @7 Y( L1 j h# `6 J
- char chNum[32];6 N( \, P0 i; B' T
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;8 v5 `9 D+ W3 y, H\\" y2 A- W
- switch(theOperator)7 N: V. X3 _- o/ j) s
- {
- 3 _& C+ r) y* j: w\\" @
- case 2: //重载运算符*% A% w3 X3 e1 p' Z6 _
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);\\" F* {' ?( V3 z n
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 2 {. }# H8 N8 B8 P/ t7 J, z& A D
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组9 f. c' `\\" D) B\\" v
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- |/ j: `, h0 x
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- ; `* ?4 p% L! N
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- $ [, c; x! q d& M
- if(!pRealArray3) break;# D7 P. ~6 M- Y' p! b5 D
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- h3 @5 w\\" c- X' C& t' a7 H0 p0 n
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- ( V1 _+ c; T& ^! d, V( h
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- & R' N, S K( [4 G1 m: O' c9 W' B
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘. x. d& h1 Q8 R- M
- {8 e% v( |, e) j- Z2 ?$ Q
- for(j=0; j<k; j++)3 M# L6 w1 J' n( I) w1 M- L. u
- {
- 5 ~1 ^1 l2 U, v
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 0 h5 E, h( R: W8 |& g5 a: Y7 b
- for (v=0; v<n; v++)
- / e& y4 O- R$ w3 q0 H& ]7 S
- {
- 7 x, |+ |' d3 n3 s
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- $ g6 Q* y\\" B! U- z
- }
- 9 ?! g2 V\\" e& C
- }
- 0 @, {& |$ K/ k: G z8 M
- }1 Y( R/ I; R- A% D+ p5 z! y4 N
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- z' `/ \2 V9 c6 P8 z/ @( i- S
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;9 V\\" V- r\\" B7 k7 \8 u. P
- break;* C R0 m! C2 I
- case 25: //重载运算符.*: t5 n+ p3 t2 [) e
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ; D9 l* v1 O% \* i8 l
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- , J& x6 a5 B5 Q/ e j
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组* f7 B1 [\\" Y' D! d8 p% o( j
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- , `# f* ~\\" p* a' @: s
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 2 V: Q8 U1 T6 Q/ M6 g& F* k
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象( {4 i7 h! e' ?; t$ w' b. r
- if(!pRealArray3) break;0 p4 E& Z, c, W: a( b; r7 C+ k
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小% p3 C- o& n) b N
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘3 ^2 \& A/ w$ C! d& w0 @
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象; K( ?4 x( Z0 a
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;, j, f7 }# n9 A
- break;
- 9 O0 S1 n, \) i. N, c) F
- case 46: //重载函数new\\" P\\" k0 ` Z5 r! F: O$ n% L
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数- x\\" q/ Q2 B- D. N
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型1 F8 B0 m, p0 F
- break;
- a9 u) c, k/ u3 D: E+ c k
- case 49: //重载函数o
- 0 z) S E3 L7 {5 r# Y
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 9 P0 U. m: k9 Z' U
- if(!pMessage) break;& A' S4 c- d* o/ J; E! Q
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 4 H1 k* N- w+ e& t7 c
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组) P5 b& e: s3 q, V
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; ~7 {2 C% s3 w$ U1 r+ n\\" E: Q
- pa=pRealArray1->Array;! Q0 `4 ^\\" I- g+ Z
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;; K: U$ B2 Y2 |
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 6 \0 A* \: u- d5 B
- {
- \\" ]: Q\\" A w' z6 u# Z
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;, j( L) _1 a } X4 z% C\\" E, x+ I
- for(j=0; j<n; j++)
- 5 `8 ^/ i* T0 F6 P8 I, s3 v( r
- {- `) {) H7 _* H1 W& Z( O+ V9 b
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- , ?. @7 j+ H: ~1 |' I
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}0 }1 {+ W4 E+ ?8 o2 h! H
- wchNum[u]='\0';) K7 P( P; e! I, m! ?
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- ' l X& m\\" W7 A; I# K. O) @
- }
- % Q3 m+ Z+ @; U% S3 p) b
- }
- 2 C/ ?0 P; I7 h) _5 o0 ?. T
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;5 |* c8 Q+ f5 d3 F# c
- 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
- # W4 B* a# |\\" R# I9 @
- break;
- - t: k; u* z0 f+ D% m/ D) X
- default:5 p; W8 E& r$ I1 F3 V
- break;1 u% f8 N( j, {% ]$ `5 M/ Q
- }
- 2 [) M3 P2 W0 c( R+ P
- return a;) o8 }9 d. j/ ?7 p& R7 |( r2 s
- }
- / @2 w- D) I, x o9 j4 m, {
- void main(void)+ |8 Z5 z0 s# f M0 |' g6 D* V
- {
- 7 z. c. X$ K& o: _# t% F
- void *hFor; //表达式句柄 r0 U1 {3 E/ {% F _) v
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数# k# s\\" [4 W8 Q, M' H Y2 o; c0 O
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 1 w, y& J/ @5 o7 ]# g; I
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- ' T% `) R) A/ [; f& i4 ^4 X
- int ErrCode; //错误代码
- . g$ @1 `: F }+ n. @) c& R6 F
- void *v;
- 1 }6 p9 D6 G3 C
- 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
- v r1 p1 m& h! M2 ~7 n
- //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. u; n k/ i9 Z6 U a! j% i4 U
- LuData Val;
- 1 ^% R# _% t) w' [- T8 W6 q: v
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu& C A L' M- t2 F1 M5 }
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型9 o; Q# S& ^& l+ e# u6 }
- ) E) I. n: ?' b
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- % k! s, c, e, k( ?
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- - g8 A. |* Y- E2 X, j! O, O* f
- 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
- % n6 P\\" q7 j, v
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文' A/ _! }, U; c0 _- I\\" | t
-
- & O5 B' U! }5 H9 T9 {7 Z7 o
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式5 [4 e& h3 G' w; Z, A8 K5 ~
- if(ErrCode): v' n5 i+ e# b0 {! e5 y, m0 d
- {3 J) Z8 ~$ W5 `: x
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- ; x6 X0 Z1 k$ S& H% g
- }& q8 l$ k+ A6 y! U4 u. H3 u7 b
- else; P' }; v; L$ U* x; U
- { Z* P) n9 X+ f/ D$ o
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值1 t' S3 M1 Y$ a
- }( _' q6 I6 t% a3 M
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- / S- E$ z+ X! d/ t; C3 b
- FreeLu(); //释放Lu$ C W: O5 }& X4 i% \
- }
习题:& ~, }- |. B% s% w7 C, t6 ]
3 S+ c/ e/ E& K: G, e
(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 }1 o! i; v5 I5 m3 U- v" z. }* C
. `& l4 q+ r7 s1 e' D7 W f, m9 G (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 W- k# ]* c - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],3 l. T- e' g$ l) o/ F' Z' j
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],8 _1 c5 D; Q. L4 g
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],: u; a% A; C; J' o5 Z( M# S4 A
- t=clock(),0 @; ~6 |/ s$ w# G
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
1 W1 B$ B4 {- \, X' Q& h - 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.
9 L' Y0 q: H( g: k D& ^ - 5. 4.
9 J6 s4 @: x) z - time=0.875 seconds.
* j `. j) t- G ]- k' `6 s - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
6 v0 E# e4 N$ _2 J' R/ n. |, t\" \ - b=[2.,1.;1.,2.];
2 I/ n. N9 d7 D/ H7 y- D5 `% J1 L% u - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];0 n- z X. D\" X' X* |$ u
- tic,
- f, o* L. e+ z t - d=a*b;
\" u0 s% b$ r2 G/ L5 c - for i=1:1000000
& U* Z8 [9 B' [6 k# M$ k' E. ? - d=d*c*b;
- @4 j0 f3 X% S% V H* A' \ - end0 O' t0 Y/ n# p* q9 \# k, g( M! m\" r
- d,
2 x/ X; A% o) @8 N - toc
复制代码 结果:- d =* ?8 N7 j. }7 ^ q/ y
- 4 51 ^& X: l4 _+ N* A2 w
- 5 4
3 B9 p0 e7 O9 D- b* K) _- U - 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。6 N) \3 G' Y( e# M- z/ u' F2 _
|
zan
|