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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。
8 u0 ?! ]; M+ e( h O0 g9 H9 F
; h4 m0 \( E& Q* H3 g0 o; h4 } 基本要点:+ G9 _/ e5 ]' U- c, y. d* @6 m( ^
( B1 L' v a! _ F0 ^
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
/ z7 l, \, x7 H4 u( t j$ _
3 I6 |* Y2 I. E (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。- Q y8 X- ^5 h
5 g% y3 B" k9 O (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
9 n5 N2 B: Y4 ?4 C2 u$ f5 F8 i. i! P
(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>
- + j% h\\" v; L+ n- D1 l9 u
- #include <iostream>
- 8 U7 Q) [# L8 T7 n7 u
- #include <math.h>
- i# K1 [' W# [. O: h. O
- #include "lu32.h"7 t; B* r! c8 g/ e* u
- 8 y/ c# y* e1 ]2 L( y) ^
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- ; f! R2 M, V Z) T$ d4 Q\\" n9 v
- * |1 w( u/ l! L( [( f
- using namespace std;
- & w\\" q, u+ m$ s' T4 _8 I: ?% [' ~
- & e% Z4 n$ J8 E
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
- $ ]8 T9 B x6 A0 l0 m
- 4 n) G\\" [# {1 I! [. E% T: H
- 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 2 Q, e3 F0 q7 ~; r
- {0 z# U$ O3 d0 z: n, _/ W# J8 k, R+ N
- wcout<<pch;
- 8 A) Q' k3 g+ i$ ~
- }( r. H) c$ s1 \5 c
- 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/ ^* G\\" q6 t2 G& D+ i# p
- {
- + U0 q6 G+ d; G2 e! F
- }
- * q8 x n4 W+ c7 g6 z j+ g0 y8 y
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数. A! p8 @) S2 g\\" d& |( N' P\\" g/ J
- {4 D3 B# G) y4 `( g
- LuData a;
- 2 ?4 K: {, x# {, q$ N( f
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- - z8 `0 T2 t' C I
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;6 [! a; N' p- u) |8 V& r$ ^( b6 u
- double *pa,*pb,*pc;
- ) l2 E) V3 G- S2 j' Y
- luMessage pMessage;2 u6 H) x% y! @
- wchar_t wchNum[32];
- . s- f# \. d3 ^! `
- char chNum[32];+ w9 s* ^/ `6 u
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- # Q\\" P. d1 e' ] [% v+ e, R6 v
- switch(theOperator)
- 4 S2 s. B\\" |% Z8 z) w9 `* }) k
- {% H) Y1 j) S! B\\" }5 ]$ ]
- case 2: //重载运算符*
- : T1 y, ?7 s+ x, p9 k( R& M: G
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* U. L' w, O$ t) U0 m9 t
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 4 D7 F+ j3 P% N' O% r: W
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- * C. w: K' ^4 X- s; d
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- . f1 @: r, H' y2 Y C) |
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- 0 R' {4 s8 K! o/ n, l1 t1 m
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象, W/ O L: @; b! |# X7 ]
- if(!pRealArray3) break;
- 1 m6 j6 _, L, q2 m5 H% l
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- : r) H- T D7 v: t# g8 X
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- # [1 C: S4 {* N9 D! M5 ^1 r
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];% E0 |) t; |# v8 ?& y
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘/ _8 l+ _. z, n5 |7 g\\" {. I
- {7 s- n$ b7 B7 d1 n' M% f
- for(j=0; j<k; j++)4 }' ~( ~' C% I
- {) G0 l3 |' C9 P8 v% Y- i
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- 4 W x1 h) K! p, }; @8 G0 {' M
- for (v=0; v<n; v++)# }' m' e4 t u
- {) a# ?1 l6 ~1 o* ?
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];8 ?$ S T1 Y5 ?% N: y3 P
- }
- * h- k6 o s: S5 u
- }; W6 k, W, S! c, N) @0 N: t& p
- }5 L+ j$ j) ~2 ^6 {6 K. e0 A$ T
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象& J4 _! \% b) ?. i
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;) E2 k W# L# R
- break;
- \\" j. w. ], l9 ]. _, x
- case 25: //重载运算符.*$ Y+ z/ y% W2 u; }* `
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- , Z9 l4 r( |- U. D
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); d# q5 r3 C* E( X
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组2 `; n2 h3 i# a, j1 S5 E: U9 r8 ]
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)% Z+ s I n* [. `
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- & }: y: G4 ]; C% P
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象& T0 m: ^2 @. k! O
- if(!pRealArray3) break;! W* [# ?2 P x. s5 }
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小: M3 \. g+ R( ~5 @6 E
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- ! S# _7 r4 A* h# |( P
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象: V9 W; o2 ^$ ^$ r
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 2 Q' [+ l/ W) \3 i7 T. u4 j1 V
- break;
- / C0 y) }3 V2 E! S; V
- case 46: //重载函数new\\" [/ o; J D+ R3 V9 l
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数5 o! t0 X- j# y* E/ ^3 a. H$ Q! |
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- $ H\\" C3 w& l8 d$ q ?
- break;
- / q' N% t\\" L$ K
- case 49: //重载函数o) D2 L8 T( M0 n+ J: e8 l. p
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 2 _4 M E' s# Z! w. S: E
- if(!pMessage) break;
- . V) t# i2 b& i
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ; X4 S9 R, {' `% x
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组+ b\\" l8 {9 P2 }+ R\\" A
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- * ?- i _1 V5 Q, Z2 _
- pa=pRealArray1->Array;% e\\" X% _: f+ o( t+ @
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- $ p, I; r/ v5 Z# A\\" U
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵4 d- i9 k+ g) a
- {) ?. v. P- w. P' {
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;7 y2 T, ~* a) k5 H; [
- for(j=0; j<n; j++)4 p0 [$ d6 C: i
- {
- _* F\\" l5 D6 R4 V
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);4 p3 V7 ^: l* S, E
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- ' |9 ^' A P8 `\\" `7 v$ J
- wchNum[u]='\0';
- 5 |, E6 \8 q5 s' y
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;3 |\\" s0 U( }. e0 T
- }' _, M3 `1 [5 \/ d# u0 q: g* O1 ?
- }
- 3 G9 ?, d4 o4 |0 s' O
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 0 A2 B* \, T2 E/ l: Z8 @\\" @
- 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
- 0 n9 J- k+ y5 Z P
- break;
- 9 s0 |\\" a& y$ Q. ~\\" a t: |
- default:/ J0 g; C. Z8 P& u+ `2 O\\" L3 w
- break;
- 0 I1 w! F) u5 P ]+ [; W0 `
- }6 k6 v+ b2 H% S
- return a;, P% ]. b2 D7 B2 q7 G
- }
- 2 z* v: H5 u\\" ] Y* L! q- }' ~
- void main(void)- w8 c5 M- [* h; ~: t# p\\" ?
- {/ s: q& c0 Y1 d8 F7 n6 y
- void *hFor; //表达式句柄, Q2 ]2 N, G* @1 ^
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- ' y% I- B$ F2 c0 ?: Y3 S
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针( c\\" e0 e2 ]2 R* B
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置. d& V: e1 G' S+ J
- int ErrCode; //错误代码
- 9 o3 a% m# j\\" p: c
- void *v;
- # M+ \* `9 P& i# I2 ^& }( b0 [
- 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3 D0 a# ?+ w* A. k5 l) L
- //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/ H k) S+ {6 k, E p
- LuData Val;
- . L4 ]\\" r( Y& r
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- 8 E6 `! T% S! [; r! @ ]
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 8 }! V, V$ i) x( q, ^; s
- * K9 _; H. {& \% |4 o
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- \\" k% [1 j! g- {4 U3 D2 F% w) T
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量7 p0 B. d) j2 L0 `+ P
- 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
- $ b2 E) R1 _; R% d+ P3 F* O! h
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- 9 h\\" |2 b7 H( D1 _: I0 J7 X$ o8 v
-
- / ]4 C% L- B; P& `/ F
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 8 |( e4 i* E: b( y. P. f
- if(ErrCode)
- 4 @: a; K3 I2 k: Q9 P% R
- {
- 7 i+ B0 |: u! ?- k( e4 d9 P
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- 3 g; Q. v\\" y5 r) J5 }: m9 l
- }
- % V1 h7 a1 n: H; n3 V- B
- else% U9 v6 a! `# y: U1 @
- {
- ' F% ? F' i4 P8 F7 D% }- n
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- \\" l6 J E$ b; ~7 V, @) r1 j* b
- }* _\\" J- v0 J7 W% |; O3 r# f( O
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用 i$ Q4 e/ g% ?; q
- FreeLu(); //释放Lu' T9 k, `\\" q8 B
- }
习题:
, s, |+ E( I* o9 [, W0 \3 I) @8 t& g4 k% c
(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。 : c4 k' w8 s, [3 S7 M5 ^. o
$ E4 b" d# f; i8 A6 E; J (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 t7 ^: L6 x3 q- `* f\" K* W
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
( y% y! N' D+ a/ ~) K8 Q - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],( V6 I% h! q9 {2 ?
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],/ q' ?0 r8 `\" i: y
- t=clock(),+ E8 }- e% f7 ]' t
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},0 z% v5 y/ ]. T4 I, g7 S1 z0 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+ [7 j) N5 o1 M - 5. 4.
0 W8 y( @1 ?$ v7 v+ {, H - time=0.875 seconds.# R: [5 H8 n- J# f6 Y
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];; Y8 }# O( U9 c5 I8 [# k
- b=[2.,1.;1.,2.];
; z/ r& s0 v7 M: O - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];' |+ C! L- |8 _( ]* H8 W8 @\" M
- tic,- B2 b$ d( G9 R0 Z6 A4 q\" J
- d=a*b;! \( P& S& C( ~
- for i=1:1000000
\" k3 Q5 D1 ]+ Q% B: o - d=d*c*b;
8 f. S/ j1 C' ^% _ - end
1 j& C* I9 p a1 w2 z; l5 \* C - d,
) U& t( f, M3 Y* l5 g - toc
复制代码 结果:- d =
5 ]3 I, ^- \( }0 V# H - 4 5\" E1 O: e% V3 W% |
- 5 4
1 w. F% q7 a( | - 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。
4 O; E, b- o' T9 I/ ] |
zan
|