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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。
. Z# S) |& v3 r3 v$ p6 F
! k1 i, k N! ?! R+ N$ H 基本要点:
! x8 \3 _; r" V! ^; x% q& C8 K% v- B! Q, ?- N% I
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
6 P# P; x. x( ]/ w8 l" x g* P& K+ H+ G# 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。
6 }' `5 X& i p `. i4 `0 h% f( P" t: P. b! {
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。: {" P. s" F: W; A# |6 t4 D5 W
# d7 M( x: o) |' N- A (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>$ ^1 i9 }, n& ?& J
- #include <iostream># T# c9 s. C: N2 v+ K
- #include <math.h>
- ) g6 a* d$ L- d! ]% x
- #include "lu32.h"& ^2 c( n- } t3 m
- ( b; B: Y) g% F8 C7 @! r7 }
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- 1 m* O0 Q1 I6 f# n( F6 q
- ! y8 i/ p7 C4 p' ]6 ^1 E
- using namespace std;
- $ `/ J; c% K' ?
- 1 i+ e) N\\" P8 `% R
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定1 ^& H8 t, k. [- T7 @, ^
- ; m( L/ B: [4 A% `1 q8 q7 W
- 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
- : x+ [: v0 m3 a! B m' A4 X
- {
- ! v3 Q' d+ k6 s: R- Y
- wcout<<pch;
- 8 N7 K( u+ F5 x9 U, i0 b
- }
- 1 @: y# S4 T; V# S
- 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
- 7 u% @$ e2 b# h# y3 x% W# B
- {
- # e2 [1 v! X% Y% @# [, l4 R6 Y: G1 }- p
- }- p0 d' w# e9 H- o: |4 o* t
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- ) L5 \# R. [8 T$ p\\" V
- {0 q. B6 s9 L9 X
- LuData a;, g3 m6 X8 F- _. k
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;9 V+ [, H5 T9 a3 v- [+ x1 P
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- # ~/ M5 l: z: V1 S, ^. q
- double *pa,*pb,*pc;, }# N) W( a& x\\" U* g
- luMessage pMessage;- H( o( e |5 T. K
- wchar_t wchNum[32];
- - O: v) C. E7 `8 q
- char chNum[32];
- + {0 U) w8 Y* L( I& S
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;1 H; A2 c- m8 X2 `6 t% Y
- switch(theOperator)
- & U# U- g7 ]. l9 _5 e# p
- {
- ; ^- l# ]/ v7 @) Z6 O* W
- case 2: //重载运算符*
- \\" G\\" g/ J- y4 ^/ c
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- \\" D, E5 K1 g6 A
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);\\" {7 E A2 r. ?! i0 X+ a8 S7 i
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ' y; M+ U/ J- ~1 ^: _\\" ~9 {
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 4 B\\" e3 X\\" E; g5 b1 h6 e! f
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- ( W4 N. r Z* c$ J$ w9 J: h
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- ) G; u' T, ~! ^: t- Q
- if(!pRealArray3) break;
- * U C; _\\" J% N5 q
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小8 A. a3 [/ X. H- V# `
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;\\" n: r# ?- H4 ]& H1 b' U$ O# ^9 X
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];2 B; v1 R/ x: t\\" I8 V- }% h* d; L
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- * m! X- ?* p# N1 Q
- {
- 2 u9 E3 m- E h/ p
- for(j=0; j<k; j++) r, e6 W }$ d
- {# P3 j* j. s0 H6 ^
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- , R: a) n3 N! [* a
- for (v=0; v<n; v++)* {; U3 D% C7 g1 G5 S) ?
- {: ]7 G: c1 U, k$ b4 s4 d
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];* q2 q1 P( I# P. g1 _& A
- }
- 1 |. g3 J- E) \# ?0 K
- }
- 8 J8 p3 \$ h0 c2 N& d6 h: c$ h
- }; \6 ^, y6 b$ Q( `; N
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 7 m# a) m) A2 ^; G
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;* K2 N% R0 v# g; [/ Q5 z
- break;6 Z G' z+ {\\" i/ m! ]8 ^
- case 25: //重载运算符.*\\" e( c t5 i2 ^! K: S' X) Z
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);8 [1 s' ^ U* V8 {
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- - R0 q, Z# G U/ p6 @
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组$ ` H; `8 N# L+ {9 A# S# \7 A
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵): G7 q& ?1 W- o; u- y. O
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 9 ?& i$ N0 b$ M! S
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- % ?3 {0 x6 @8 I
- if(!pRealArray3) break;' l! C' k, K/ Y( T, J( y! R
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ; ]% O& Z8 v- a( D; _4 j# a
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘5 K1 F* h, U6 ]& v3 r) c
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象- A$ U- r) F2 D\\" j3 s
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;- {& g- k& }7 x4 W0 e2 A+ F
- break;
- # w L( e% j, x* E6 B
- case 46: //重载函数new
- + H- {* Y# w3 j
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数1 p$ D2 G6 e0 n! N, D+ Q( q
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- / F* v3 w( @; o+ p. p0 x, Y0 |) e
- break;
- \\" _; P' ~: N O: D3 s* r
- case 49: //重载函数o
- ) v; o, r6 G) t$ @
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- ! H! p- o+ y7 [7 [3 B
- if(!pMessage) break;
- , g5 h( M4 Z/ V p* ^* @1 h8 d5 t8 f
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); S- T\\" C3 t/ {3 E/ N: P+ \
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组% X& C, U+ S, k3 b2 `3 C
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; G9 ?& Q$ B: R$ r3 P% u) K$ z
- pa=pRealArray1->Array;' ^, C K8 C0 V4 J5 X. t, _+ z. ]
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;/ M, p% g- C% S) y4 Y
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵' p1 r3 ~. c4 @0 d- @\\" J
- {
- v. W3 h' X# |/ d+ ?
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;& c\\" T5 R( b! J& |
- for(j=0; j<n; j++)0 [) A+ n% }3 W) X7 r( H; L
- {
- 6 ~+ o- A! O3 m# A- G' X, y
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);1 J) i2 j8 M4 i( C, Z1 N7 S5 D
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- 4 } U9 U8 K/ R/ p$ g9 S' e
- wchNum[u]='\0';' r* x, Z# ~1 i
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;& b) C& g: B0 b; m; E( R2 r
- }
- / T9 u/ J; N. u- h8 r2 O
- }
- 8 l' _% B9 p! L7 o+ E
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;, R6 |/ w5 @$ ?6 S5 I G- O4 Q
- 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
- ! F6 W z# r* W4 K
- break;
- & s9 S\\" L8 P\\" T
- default:( r9 b: i3 u/ a8 I& I6 }& Y
- break;; M6 O8 S8 F9 G* V& O
- }
- & O) l# r' u& w2 o# r7 x1 p
- return a;
- $ B5 a, A7 U- W% ~+ H) ?) h' \& W5 L9 Z
- }9 f l. |) G5 `9 J6 h( l. Q& S
- void main(void)# j+ j: o& T8 A) s2 s5 i3 G6 j
- {
- ) F1 G- L. |4 o4 `- I
- void *hFor; //表达式句柄
- ) [3 S6 u7 I. W) v
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- + }( @! l; e8 ?) r6 b
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 9 V2 P: r$ \& f. G: g+ H7 i# m- r7 \
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- + n, h5 C; Y8 Q\\" ]
- int ErrCode; //错误代码
- ( p7 E. }9 E\\" [0 f! `
- void *v;
- - R\\" |\\" p\\" n p% f( G9 t& o
- 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 L7 \& ?9 o6 ~, n6 [$ @7 x
- //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6 N# ]\\" G* S4 F. ~+ f }2 h
- LuData Val;
- \\" j) g. E0 U* m! p2 A
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 5 K' j1 y* A* I. N\\" ?
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型. V3 p9 f1 t% s\\" |/ q3 u
- - Y8 o5 Y! T- O1 z% ^! U% l
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- $ P! i$ O1 e3 B% A5 [4 F
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 5 ~\\" K/ R6 j3 u1 U/ U6 w! s
- 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9 K- N, G r9 `' M$ q$ V) l1 e
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文. y' {! i+ V3 i* u3 p }
- 1 `' ~7 O: t4 f+ G+ G5 u1 s
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- ( L/ v- u- y% q) X8 Y# Q
- if(ErrCode)\\" U5 m9 g* s5 c7 W, j
- {
- ! r' ?) n9 L7 q c6 _
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;8 X8 l, K ?\\" E+ G5 ~
- }( M- e# }9 [) n
- else& p) q S% H2 m# z( |4 |
- {
- * o& d+ `1 E) A1 ]: M) P
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- % K( c' |% W/ r) F) m
- }% k+ i* l/ ^, P M% d; `9 A
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用. y+ E7 Z, t$ v5 g
- FreeLu(); //释放Lu; _) C+ I$ J& l8 z' a
- }
习题:
: Y) Z4 \7 B6 S, r! b5 a2 H% k2 `! h+ w9 B+ c7 R/ B7 y) 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。 1 S/ F8 L: y, v' T" K/ m( z/ r7 A
/ p7 L7 j* z! u (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)=
' o6 `/ y# a4 ^. } - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],6 F2 v\" ?' Z2 f( z% W
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
# ?/ D4 L0 G5 ]0 m c, @( J - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
% v7 q# M\" w. b/ u5 c. b - t=clock(),1 y\" M% D+ C! `. C4 b
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},7 j/ x1 q' ]# S\" ^3 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.
9 b1 b T# _/ c+ U$ N* f - 5. 4.
\" Z\" R4 z& R; r4 F/ N - time=0.875 seconds.3 C2 A# V. T r7 `% V9 o g
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
& ?) g/ o$ h% v\" m: c! ]# i - b=[2.,1.;1.,2.];* j\" Z+ z/ y8 u
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];3 N* ]/ Z1 ~3 A9 [* Z! E9 ~8 M
- tic,
\" |1 A( m9 y& t$ o( o3 \' s, v; L* D* M - d=a*b;8 M# t8 M# i# J8 s# b. R/ Q\" K
- for i=1:1000000! [6 H. H7 K2 T# p+ f( F
- d=d*c*b;: H/ Y/ G5 M: {1 {
- end* v6 N8 W$ R3 t
- d,
! p% C0 A9 G x3 B8 q v, e - toc
复制代码 结果:- d =
) n- H' p: r9 K - 4 5
* J8 p% h/ ^- a+ n - 5 49 A0 ~7 C' c/ s
- 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。
, T8 i( X1 }/ z6 d% t |
zan
|