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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。
7 _) B; H3 g9 G: r9 Q/ }' _& n6 U# D5 C8 f% {0 w( Q# \
基本要点:
- i, W( `& Z1 F; e& W$ g
( B5 v2 o0 q* v N9 ` j (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。* k. n6 t0 Y; w% y N% F2 G6 S3 t5 m
U$ ?4 J" A# T" y+ Y9 V, @; G (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 t& ~. {' ]) s" r, n9 M- Y7 J. L1 ]. X, r! i' J: [& N
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
) H! U$ I9 Y/ {* V) l2 Z6 {' M4 [/ k
(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>6 a- R1 g( ^4 h$ G/ ^
- #include <iostream>1 O% L- ~; G% V. [
- #include <math.h>
- ! w. J6 _% Q# k2 G) l0 r. v3 c
- #include "lu32.h"
- - ]; y7 y3 w' U* u9 d
- $ V; M1 p4 k# \* m6 U' g$ ?3 S
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- ' r# i1 ~* L% A' L
- : [0 I0 h9 {6 {* q4 g4 P
- using namespace std;! t8 J/ w5 W7 }
- $ G3 v/ E5 J: Q# L0 i
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定7 M' `4 r6 u& H- [! Q/ [
- ! w/ ^4 \' ~ i; s) H2 Z, k
- 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
- \\" ]- q6 _! E2 o3 P# K
- {
- % ]\\" U' w0 c- M
- wcout<<pch;3 l) q) }; B* b& k4 _
- }
- u* V\\" T+ `: k4 G, O0 o% ?6 `+ g T
- 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
- 9 S6 C9 L% V! r8 R, G
- {3 c! N, m\\" R( x( n4 W: m1 n5 ^& K
- }
- 9 q; n5 E+ r9 M\\" g! w
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数0 H* W3 M3 I& b' l4 J
- {
- , A# w% H4 b7 P\\" s- v/ M
- LuData a;
- z8 f- n: T2 m6 N# X\\" Q4 Z$ S
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- 9 R5 x8 G- C% B6 Z1 R' S, n9 `
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- \\" I' ^3 X\\" `: S4 c- [4 ?
- double *pa,*pb,*pc;5 s% L9 f\\" J( j: u9 H9 C u) L7 G
- luMessage pMessage;1 M. `! F6 V# b4 v
- wchar_t wchNum[32];
- - w7 T; d/ q, t
- char chNum[32];
- : s& |' Q6 [' O$ p0 v
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- ! c# N \* R( M! I+ Z) O4 ^9 ~
- switch(theOperator)- N/ m5 Z5 f: x. y! @; z+ f8 \. @
- {
- I+ f4 [4 V: \' U\\" m
- case 2: //重载运算符*5 Z( r2 D/ G# I
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);1 m( n2 A: n' v4 r9 s3 Y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);/ y) f7 z\\" Q. x
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组* E; j\\" `1 W% }* J+ c6 e% e
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ! |6 ]+ A- b! G\\" z) o( t
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配8 `* M/ Z( A2 h. r% j; e- _
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- ( z5 Y% m8 w' h* K3 D
- if(!pRealArray3) break;
- ) U+ s9 f) `1 T: m9 ?8 W
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ' |) N+ Q* D0 A# j
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;0 \+ S; M6 L, u |
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- 1 o A$ t4 n: @4 b, y/ F
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘# B7 j- Z5 u+ `5 q- r/ o5 q+ W3 E
- {& ]8 k; {6 _1 B) G! d( f
- for(j=0; j<k; j++)
- 9 B2 A( O# u* \$ T/ c% L
- {2 w' }7 u$ X\\" C: K3 J$ Q7 h8 f( ~
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- ; O! B/ ]+ h: b0 J
- for (v=0; v<n; v++)& V5 r9 u3 N$ I9 L9 e+ w, b* z# |6 g
- {
- * k8 J/ Z6 L+ J! z
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];. U5 k+ P+ v4 v
- }9 ^5 z. Q( ^. w7 \8 w
- }
- 4 ^: Y# ?) k. G+ O6 x+ h0 h
- }, o# t s5 g0 O\\" j+ ^0 P, _# o
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象2 L. `. Y1 U4 u5 i\\" Z
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- & Q z5 f: j5 k, V% I! Y
- break;) S* F* O# \5 ~1 `# o
- case 25: //重载运算符.*: @ c6 E0 k0 e! C
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);; Q9 f1 P( Y/ w# ^) ]
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);% O2 G) a; {7 V* |4 C
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ) X$ w6 g& E\\" {, `
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 8 A- A( { X8 g B7 \4 S
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- $ P; a$ F! }. C# P. e7 y9 G
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象% b4 y% w* Y% b\\" r
- if(!pRealArray3) break;\\" i m/ w) a! j
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小7 L9 [2 ~% b( d9 R- {5 }( k+ w
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- 5 S, m: I2 b\\" P\\" ^1 ?/ B
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- x. O! B7 z3 G0 k% y' c6 x
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;* _+ v9 P. x5 y+ `/ H8 t
- break;
- ' k\\" Y. B9 [; C3 C
- case 46: //重载函数new
- 6 @; z' j( }4 F
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数. c5 g |8 C% y! q3 y
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型- |3 z& \6 m' k6 T: z1 x/ {. {) L
- break;, P' t) `( \- G) B
- case 49: //重载函数o! D G- `6 b3 p$ y. l/ [& X+ O
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 2 l. Z8 s# ^2 K* A I) |. j! p
- if(!pMessage) break;
- . Z- H1 `5 P& L v! z) V' ~. ~
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- * Q' P% b- L3 X& n2 Q) Y
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组2 G4 b$ `9 l: A
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 3 `) m5 z& ]& \& C8 p
- pa=pRealArray1->Array;2 k' C2 S- h5 R. p n2 L
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;* ?% s' S% m, F\\" ^) A' f% o
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵8 U2 I! W# r: w! J2 @
- {
- 3 D0 U0 \- v( l
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;. S- _4 ?9 w1 A, n! v' c! _
- for(j=0; j<n; j++)7 d3 ?) C& p' z% i' c) L* c
- {* Q# h! M, U' h; c% u: L
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- 8 K8 I; |\\" O2 f6 ~% N$ ~9 B6 _
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- $ D1 u [9 |0 r& E3 {
- wchNum[u]='\0';5 \; c, H6 _4 l/ Q. I3 x# M/ e% ~7 S$ l- Q
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- % h- W/ [7 G7 ~8 p( D
- }
- + x6 p1 n- s; s; W& c6 c
- }8 I$ u6 n+ h! z2 s$ Y* V: s
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- % X$ j% G0 Y8 w% W& C2 F
- 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1 J2 f% g+ S t/ A
- break;9 H& S4 N0 q) [% `
- default:# G6 ^) b% Z1 _5 _$ A) z
- break;3 k, W* k\\" P1 p8 L2 _/ }) K' O1 m
- }
- ) n$ o# N& _4 c% \9 f9 o% i
- return a;
- % Z {; _0 k4 z/ z
- }/ }2 T) J8 G) o7 k( v
- void main(void)
- 2 k. i- k7 M# d i; C! S3 V0 K
- {; ?( c. v+ }! q! e* c6 }
- void *hFor; //表达式句柄: @ F8 K. c- j( I\\" c\\" @
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数+ d: D) [! y; [1 S
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 1 ]: d( z3 f4 B+ M; P3 F3 b, `
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- # g8 F, M. K8 g+ S
- int ErrCode; //错误代码
- * a( q: n4 ^8 d* F
- void *v;! ^/ G) t. p i. p! M
- 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
- 2 k+ P, p+ W3 C
- //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
- # }- x/ l' J\\" ]7 M
- LuData Val;
- & v! k4 P, R9 X
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- ; v# C\\" Q& i9 h
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型. I: W8 D7 k; X1 W# \
- ) D( D( c, c4 `% M+ M
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量/ i( V% l |( z3 \
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- , V D6 w% t8 C0 \+ E/ @, c
- 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
- ' h0 ^3 I* ?9 n0 I
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- 8 l- j8 T; S( a
-
- & x: z( F! z. Z7 P: S' K
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- ' _( J- @9 G/ D8 i6 u; a/ d' T
- if(ErrCode)
- * a3 f0 M4 n! P/ G6 a9 R
- {* A. Y9 x8 b C6 c\\" r
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- ) @- } v6 Q- R, |5 G2 N
- }
- # C% P5 N$ p\\" X2 v
- else\\" ]2 p5 ~6 d1 X* Y1 D [# w
- {) e3 g. B6 X/ ^2 Q a5 F) n8 w. B, a
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- - K7 T( q1 ]1 l' v( t
- }
- 7 @6 q' A, J: n& [- O0 d5 z
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用+ O1 P2 l7 N m& W8 W, I% V% Y! E
- FreeLu(); //释放Lu% r5 |' L1 H; q6 x% O# l
- }
习题:5 V5 o) C' }1 \/ q
" e, {) p' U, y+ u
(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。 " M1 M( T$ c9 ^3 ^" x
9 F1 {$ D% V' ]6 {! t: 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)=
8 U& l% L/ H+ B) p0 @ - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
* ~+ w* l- Z9 i$ D; a - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
4 M\" l6 V& j' w1 e+ j( y - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],+ G# h/ ?7 W- r, `
- t=clock(),! \1 d) z\" ` _\" o
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},+ V\" R% P) A _* O
- 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. 5.7 K9 E9 t9 m0 \4 q
- 5. 4.
- }- a\" O2 L; l9 G; H: \) X4 k' C - time=0.875 seconds.
5 f' a4 j( B3 { v& ` - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];* t) k& p/ X- T\" j
- b=[2.,1.;1.,2.];
$ q1 O# s1 j: A+ P0 m$ ~ - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];9 K ]$ m' i# |3 v, [6 ?) p9 ~
- tic,, P) m/ J& S& J- u. S) P; U
- d=a*b;+ M* [6 c0 _/ O! K
- for i=1:1000000
3 u$ J& [ J\" |( z s - d=d*c*b;7 s% N3 u; O: s+ k9 z
- end
8 M! G* @8 v3 k% L( }5 e7 c$ G - d,
& v M& z9 y\" p* A; i+ k - toc
复制代码 结果:- d =
) x- [9 W. |- E. J9 T- v/ ^ - 4 5
\" G. K2 Z/ J! ~9 h - 5 4
4 C7 V- F; w8 G/ P- Y& G1 s9 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。
; c0 w {) I \0 l# Z+ x8 U |
zan
|