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TA的每日心情 难过 2012-8-27 18:22
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[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。1 q: Y M) T# W; ^& } j
) k ~6 O) p, D
基本要点:
- k! P2 p0 z( ^9 a% @" ~+ t0 H
D( m' v% t' ?0 o1 _* m% x (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
% u' U8 S% r0 a) s" |6 x! m; u
1 ?% j N, t. A (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 A6 O( s t) R# A. p
/ z9 b# T/ y, m* e" Y# }# Q9 l
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
5 J* e! R a8 v G6 A ; j1 p' D0 ~+ Q; M7 G! l7 w" t
(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>
\\" C: I# z, ?4 ^6 K9 Z5 T6 w #include <iostream>/ [7 f! ~ U# V
#include <math.h>; v& x9 c. |- t3 p
#include "lu32.h"6 ]% v F+ c! D6 o/ j9 G8 l+ B
7 N, E# i# ]. i, T# N% X8 |
#pragma comment( lib, "lu32.lib" )
5 L! i1 {8 F/ j* ]\\" p/ a7 o
/ z- H, R+ z& y+ H2 z7 s' L0 q using namespace std; e0 U. @5 U9 R$ D) w
6 z4 w3 }5 V( x+ \* o luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定
# [\\" F2 y: O! Q
, v7 c; i+ N; j$ A7 ?# Q2 d 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
\\" ~( Y. U5 A( y! F: C; k. k6 u {
5 n9 N E4 M' G\\" g+ b0 L3 ^ wcout<<pch;! j9 G9 q( a, q; }3 D8 ?& W
}* }' t @/ i% U/ @1 |0 ~3 h
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
6 {) F$ X5 q6 f i1 V6 b' ?% Z {
\\" ]' z+ e0 `# I }! l\\" j$ O5 i0 p
LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
) G1 L1 m\\" P& _) f3 p8 { {
* ]' E$ S% V4 b9 |- B( R V LuData a;
- D. m+ {, n+ e& w luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
6 i# A U- c% ^# U4 G5 l luVOID i,j,k,m,n,u,v;
/ ^) {7 `* i% T\\" V1 h5 d double *pa,*pb,*pc;
7 P% B; d; J. k' h luMessage pMessage;
& y' N2 K1 @4 q( n wchar_t wchNum[32];
: @: }3 b7 S9 G0 I char chNum[32];
$ J, b! |; a& x+ |! o% F! u7 g a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;- J2 m+ z+ f! k; d% V9 A- c
switch(theOperator)
, n% q* d\\" H' K* q \5 l' d2 S {
/ ]5 B1 n( ~2 e% ^7 T case 2: //重载运算符*. @( z1 r$ Q. U
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
5 O7 s0 ?8 Z- V pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
8 ?/ N1 [/ @3 }6 [) j if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组\\" J1 ]8 w E* X: \0 \3 f5 O
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
5 F O- v s r! J if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
$ A- H8 Z: _8 f' I+ r: y\\" P pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象/ Y+ ^8 I o$ P$ N3 M* q
if(!pRealArray3) break;, R- A7 {+ H9 |
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
3 w. _9 M$ T: Z# g pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;% U; L0 m' v' `9 t7 I, N3 Y, I
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];8 Q: M* l @5 Q4 \
for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
% Q9 p5 F6 T/ A$ D- ^9 `9 @6 F4 F {
9 d/ Y! N- y% W for(j=0; j<k; j++)
& e6 ], a3 O; U\\" ?$ b. J5 H0 V# z {
2 C* D: E! u2 B, T u=i*k+j; pc[u]=0.0;
, E- I# B0 R- `% z5 ^1 H for (v=0; v<n; v++)
1 r# y) O: h) ?4 g- a {
! Z, U* z5 [6 X- F# I2 H% r. Y- d pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];3 L/ g, \. k, `. Q* y+ `
}! G' ]# p1 S8 d\\" Q\\" I1 }0 C' h
}9 ~5 W$ c; F' r( M( V7 h( m4 ~1 U+ S# A
}
, h1 g& ]1 P8 C# [8 l# R! u FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
7 U* ]% k4 x* h0 B1 \ a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;6 ^ U) a9 W6 z3 v
break;
+ P, K8 \; V; W0 i; `0 ?7 z, \) y4 w0 v9 v case 25: //重载运算符.*
# K! W7 z' k% e% c7 Q- Q$ w pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);7 z8 C8 e) w) |
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);6 M2 h/ j/ O5 _: ^& l& ~\\" ^+ j
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
! Q' O3 ?8 x/ W; F; M% ?7 f if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)1 \( m f, C5 p1 e& T2 [\\" J
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
! r0 m3 L3 Q/ D& \/ w( f- \) g pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
' v' e8 s+ r N2 p& ^- C& p4 }, E if(!pRealArray3) break;' E. U1 ^8 `3 e, E, l* ^
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小# g2 b4 d. J7 z# Q* u! d6 A\\" }
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘6 _, v {) Q* T% Q) V5 ]
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
5 X8 t9 H# _ c+ I2 V a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;* {0 ]( p2 v7 P1 j
break;, h* k: w! s! P) e; C- F: j
case 46: //重载函数new
; O! y3 `2 Q: J a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数5 d1 _% u& X5 V/ x
if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
& D) Y1 ^6 Y, u3 ~! h break;) d& m; y/ s\\" T9 c# w1 ^4 |& L5 |* F
case 49: //重载函数o6 A! u0 U+ j% U0 R7 r M
pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);2 ]/ S3 W0 I) F: f1 g9 g
if(!pMessage) break;
# ~1 E& g3 Y \6 B1 l( R pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);, q, ]- X) n: k3 j q x( r
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组7 `\\" u' }0 h' g, ?- h8 e\\" P% m
if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)) [4 g, X) j* l
pa=pRealArray1->Array;8 r+ R- I) m- j( _
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;# `\\" J2 y2 U9 z9 `/ | L4 c
for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵4 m7 s5 k% \! o4 r, p( R
{
) `% d& P- l1 S& |0 l pMessage(L"\r\n"); k+=2;
/ Q9 s) m$ B( [& k' } for(j=0; j<n; j++)+ `5 E! m$ d1 k; ^5 ?
{/ v. T/ v. H+ |/ E7 o0 W. }
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);, J* `5 B' d R0 z9 ]\\" }$ x
for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}2 V6 j! i8 D% X8 H P, ?0 b
wchNum[u]='\0';- @* c6 I) p6 H
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;3 w' C4 q7 }3 S! {% t- c H
}
- {! p2 C; ?; I. x x: o$ g! c }
M\\" ~2 h2 X$ i2 i/ n% H- g pMessage(L"\r\n"); k+=2;( u5 _& L1 _& I- B. d6 [+ E. N5 V
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. ~, B# I, x. f+ r8 q\\" k* j8 ^& m2 r
break;
+ X/ M% X, D. C( A7 D- r default:5 [9 e. m0 o* y- s4 N! w6 e
break;
8 x8 v3 `6 J& |+ ] \# e }. r' ? l/ X\\" O# ]! z* L
return a;! k1 l$ \4 j* E+ Y+ _+ X; ?/ B& W
}: X* r2 o U6 H) r, U3 V `
void main(void); m2 P7 w* q\\" X1 M7 Y: l
{/ G* g) ?: o\\" v+ Y$ l' [3 j
void *hFor; //表达式句柄2 L% V& [3 a$ K' H' u
luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
* g, X2 U\\" \, ^* J9 x\\" J LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
\\" V# G( K1 k; U3 p5 A luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
! u9 h4 y& B: q1 s1 G int ErrCode; //错误代码6 ]4 @! \/ q1 [, V8 L4 f
void *v;
0 r, @' `8 }2 W 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
( z: e& ~6 \3 ]' ~ {( V //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
) T- t$ D, s2 G4 v: h LuData Val;
0 ?9 P, |) t% O! e/ g if(!InitLu()) return; //初始化Lu3 h; Y6 F/ J, p8 ~
while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
$ K2 S; p. @) P+ R# V' J: c 2 {- T0 Z( w. z\\" ?8 H
Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
9 Q\\" A0 a# x }: G2 V& e, X SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
$ r- Y\\" p/ R2 `7 A7 N 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
2 b0 e# z8 V: g8 m. ] wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文\\" ~/ U$ Y0 i- A/ R
j6 Y3 ~+ p- o6 E- [ ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
2 ^5 f( p7 B7 h% e\\" w g1 |0 x if(ErrCode)
5 l2 {8 }% i; y. s' V9 E2 i {
) j; p# Z o5 W3 F! A wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;! H' Q/ S\\" P6 d- ?, T
}
, m( q$ h; p( f, g8 u& } else
% Z+ ?0 n& o7 v( l {5 ~& V& r7 e, M) h) O8 W3 s4 s
LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值5 F: G0 g% ^$ G( [2 ?
}
* R$ |9 h5 P+ [# [! Z LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用& `+ C5 a4 [- s% t% E7 N* v2 ~
FreeLu(); //释放Lu
- Q2 n0 h4 ^3 E0 d }
习题:
# i' W. f5 |1 s5 r/ A$ \: L3 n4 U
$ A- T3 `: q2 ]- t) O (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。 4 {# b# R; b- W6 c3 s+ S% L) [
8 u) u$ W/ s) N, d (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 q* n1 Q% g$ x1 A& E
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
2 P6 ]6 I/ D* O I$ ?$ e b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
\" g& O) G0 X9 a9 o1 q% }+ }/ a, v: E+ L. } c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],( h! y! N: k1 `8 e5 R* K! Z9 e- i
t=clock(),* L8 U# k! N) X
d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},4 ]0 c. t2 M1 I1 Y
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.
. v+ P7 ?5 c8 U& C 5. 4.
3 L6 M8 p/ B7 B7 V; f) K time=0.875 seconds.\" J6 U$ Y; e\" y* J
请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];
3 {3 L2 Y: |+ d+ a* a4 P b=[2.,1.;1.,2.];9 z( B% p2 K: j& Q; y7 U4 N% `
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];; |8 ?; v3 V% r
tic,$ j4 O4 b+ h1 |5 ^6 @4 X0 z( V
d=a*b;: d0 r4 @2 D4 Q% \( s$ f
for i=1:1000000
\" h% E9 @* s\" Z* S0 F& f8 C d=d*c*b;
! e, C- L: }( `2 d\" E& `, V% @ ]9 c end
8 l' F' f8 G) O& z3 }0 d d,
A* J/ {( J0 D toc 复制代码 结果:d =6 H* l& \! h+ H0 a* e( R
4 5, V2 _+ _8 m, P* ?$ }+ f7 S
5 4, W* y+ P* U% h1 s& w
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。
2 i: {# t8 t" C4 n- a2 @: U0 h, F2 ]
zan