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升级   91% TA的每日心情 | 难过 2012-8-27 18:22 |
|---|
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。9 v5 z) e( {" u! u) s. X1 m
' p& A4 V0 A! n; }3 [
基本要点:0 q" D ?1 ?+ ?5 H4 x
' u6 k* V/ B/ J* }
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。6 ^2 p1 N. v" D
% j9 \, P6 N4 _7 L7 G8 l$ Z( } (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。5 U$ i" ]( i- A( M/ q
8 O" d+ Q" Q. I0 x/ E& @ (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
* F J5 |* L: m v: q4 L8 n8 `4 D; R0 B. Z+ H8 E) [
(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 `\\" G& ^% Q( ]9 _2 T9 \8 D3 v
- #include <iostream>
- ( i$ I b+ @\\" Z; c
- #include <math.h>' o8 v( F. L6 q4 n3 [' ^
- #include "lu32.h" `! A; n D1 u s8 o
- * t2 c1 Z; y! h3 @3 R* y; A
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- \\" r% a0 b3 _' l+ G
- 9 c! Q, I, g) S- W/ V' w5 n! X. M
- using namespace std;
- + Z3 ]; B- m( n5 q\\" `\\" @1 N5 Q: V
- ) d( I& h5 C+ n/ r+ t8 a; O
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定7 ]% d2 Y- j, U0 X! G5 T& h4 K
- 4 i/ d0 D4 \7 X# t8 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 1 ] T- X6 j8 Q$ I: k
- {! V& j t! p\\" y. ~
- wcout<<pch;
- % H8 v' Y: M1 \3 \$ f+ T
- }6 X Q. \% i2 @\\" 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4 i- M$ R4 `. V* Q
- {: [8 Y6 [1 s: e+ L! z- L
- }
- 4 r) [9 p& C; m% v9 Z
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- ; X9 v) c' v1 t# w o
- {
- \\" K* @\\" a\\" i, G% p9 L
- LuData a;* r5 ~1 J' l( H7 t/ ^; X
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;1 k! ]5 a9 G/ I E
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;. O4 p% Y6 X8 @; B; x0 a) \
- double *pa,*pb,*pc;5 S- V5 L' {& m, W
- luMessage pMessage;4 T7 o: D6 D; K7 P- @) O) U
- wchar_t wchNum[32];. a( y& Y' o0 j, n4 \
- char chNum[32];$ z6 j& f6 L. i, |& J% n
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
- 9 ]. n\\" M' j& l2 i2 y9 P
- switch(theOperator)
- 6 @* a- ^- ~/ }3 v% _% ?
- {2 R! g# r' i\\" m% P\\" s* J
- case 2: //重载运算符* k9 N- o3 j7 B5 X
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);# C0 X- W4 N9 H* V0 Y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);- R6 O5 b; w) g$ Y$ G0 O( A0 z7 ]7 W
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ' k8 o! t' F8 n9 B; K. Z) W
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- % R0 `: s! P; Q' u7 @/ V2 H* J
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- 7 g# O- Y T$ N8 _# X; _7 d; j k
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- . L% s- p9 h& y+ f
- if(!pRealArray3) break;: E1 O% f' B$ }' j* E& L: }
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ( y3 x- n7 u2 `5 [: G- X2 Y
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- 1 |; V. I, ]# i\\" S
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];+ Z9 \, @3 C0 {6 h, |9 \
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘. ^, B# \+ Z5 |
- {
- ) A, G, V. x3 \' d
- for(j=0; j<k; j++)! W9 L; h I3 T& ^
- {/ |% K/ B z* ^' {: f
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;: K& ~( Z/ @- @8 C4 K* Q5 H$ W! X* `3 R
- for (v=0; v<n; v++)
- # s0 k( y p/ J\\" [2 n
- {
- 7 s8 Y8 d# z* G
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- & @+ [+ j) O! Q( k1 g, \/ B; @6 h
- }
- 0 y( a6 b2 D. l- k( ?2 V; C
- }
- 8 J+ g% O L* R4 d
- }
- 5 W- n: I( K* B! q
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象. ?. x- ]$ J8 l5 _' @
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 2 A- D6 R* @. c8 S9 _
- break;. U, l1 K1 K. S6 N( T N' G% N% K/ q
- case 25: //重载运算符.*
- 3 D) f3 ^( l, _
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- + \- z/ V# q/ N3 K0 c; g
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 9 t! y c9 H% v- q' y3 |+ n\\" \' t
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- \\" h$ F\\" @$ g7 R8 d0 E9 d( b- @
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- : R4 B4 }( C; `* Y+ n
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- \\" R8 Z4 K1 {' c ^% L0 Q- C
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象: r7 m' c9 S2 @4 ?, p7 g
- if(!pRealArray3) break;- B# R G8 A# |
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- * N3 O# G. ], P6 B j! |
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘5 a3 [* g5 j1 M ~3 Z
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象2 ?2 J+ b) x& W6 M, g
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;$ Q: @1 J7 ^( b0 G
- break;) S' w) d2 w# u' U0 u5 t& c
- case 46: //重载函数new
- ' s3 l0 \6 k0 E( J, u: \- ]. u: t
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- \\" g. Z, X( Q; \* J\\" U# T+ x1 Z. T
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型) p. _0 r7 g$ y5 z3 d
- break;, a! Y/ z) Q: B6 N' G& u/ o$ X; S
- case 49: //重载函数o
- \\" Q# J8 T- t# g# C8 o
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);$ ^- H) P- R I
- if(!pMessage) break;$ F5 x6 }# D5 N9 q
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- & v' k# {! A/ D; {9 p7 k0 `
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组8 W3 L1 u$ w. r, ~
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)\\" @7 q5 k9 i4 Y! V/ R
- pa=pRealArray1->Array;
- : `+ A4 w$ X3 A8 z9 u+ K7 L/ S7 J
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;4 ~! k2 Y9 b: A9 z. o9 e2 ]! R
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵0 h5 d/ I, C/ K
- {\\" @1 U+ ~1 L& s0 ^! P\\" ~
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 3 s6 W' Q0 k E1 K& {. o* P% b( b
- for(j=0; j<n; j++)
- + C6 _3 o5 L L! A
- {* }% e3 v8 r7 {& X\\" i5 q3 n
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
- . w' }* C v1 t, W- a0 b9 y
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- c8 f; j7 ~) @; C
- wchNum[u]='\0';. [9 W3 _; \9 K8 v\\" h9 ^% W& N
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;+ u4 i. u# M1 H
- }
- 9 b1 X- s\\" a1 t4 [6 _* v
- }
- ! a* P) i; v# K
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;2 f8 e/ X* [$ d8 ]2 Q8 y
- 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; Y2 r7 @( c: F
- break;
- 9 A) T8 e# w! k. \5 G
- default:. Y8 |: F6 y+ n4 x [7 X, E/ k
- break;
- 8 _& v6 O- v6 F6 ~! s
- }9 \; [$ n t: t7 W
- return a;1 r4 R$ P* [. R1 T# X2 r
- }
- X5 d! ^, ^) L) i! Z4 E
- void main(void)
- # \/ i* X) s* j1 \; P- u
- {) ?! N4 V, \+ R; R- a2 ~( {: R8 A
- void *hFor; //表达式句柄# T/ X1 r1 k! U* u\\" m( ~4 U
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数! v4 \3 q4 K/ q; k$ l
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 8 \8 A. }1 E2 X& N. N8 K/ u
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置6 f8 b' X5 Z0 _6 i
- int ErrCode; //错误代码
- 4 V- E& p* V y
- void *v;
- 5 X7 n. O7 I7 g3 e) n+ q
- 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
- : \9 r& f( H$ m, ], S' Q! d& @
- //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- g/ U\\" N* n) C, i* D0 g+ F5 V
- LuData Val;
- ! {% }& l1 H) J& X
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu& ^/ d3 d; j2 ?; t: r\\" n
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 3 S9 Q w8 l; I( Y+ F
- 1 J$ D! ]7 g; U3 q
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量4 I\\" b; h2 I/ v\\" ]7 V' J/ D- \
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量# z7 s7 k7 p# |% \$ d: u
- 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\\" v4 K: l3 {( o+ ?8 Y
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文6 o* A# ^9 C; U8 X
- ! Y% l% i# o( t3 r( U6 n+ j
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 6 }0 [, P4 b8 b
- if(ErrCode). _: |\\" e1 l3 x\\" W0 L; W\\" E
- {
- $ y\\" I5 Q' Y: K; `
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;1 L! N9 i v0 i% [. f
- }
- ' g5 w- m- I6 a$ ]3 |* ]) J- q
- else1 H% W( E' `8 |/ j
- {, `- y( D4 T! Y3 L: b
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- # y/ m; F1 C3 i
- }
- % ^% j) y* M/ l
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- # w( S' o1 Y4 e* v6 O/ u
- FreeLu(); //释放Lu
- 8 T& }5 i+ c9 b, G( r, c# Q+ P$ h7 N
- }
习题: }. q+ G+ I+ y7 g
. ~# Z! i1 c% `7 j" A (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。
3 I. m- I% X7 @/ }/ J8 h9 B4 P' v
(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)=% m& e% C+ M2 G0 |\" T; K
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
5 N1 }* F% k* r& }\" ~/ r - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
/ r8 ^! r% D) e2 H! f$ i, i, W - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
! c' G/ A: \6 H - t=clock(),
) A/ M9 @( s+ M - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},2 j; O/ I- [. I0 C2 P
- 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.
# g% M$ m, o\" P: } - 5. 4.. N, [, r% q: D, Q8 a2 x3 W: V+ ^5 b: j. O
- time=0.875 seconds.
0 ?1 D. W* f. x2 T+ O% A - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];' g. w# U- A\" `( n, h
- b=[2.,1.;1.,2.];( U\" f5 |; S7 ]
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];( S; A. R) ?0 _, |6 o
- tic,
9 p$ O0 L0 C ~4 r' ? - d=a*b;2 M& D/ D, l0 v; S9 J7 B
- for i=1:1000000- c8 }# e0 R9 e A! W! O% n' k: {# C* Y
- d=d*c*b;
- h\" F\" [6 d' K: f1 R, k - end+ J7 E* P, ]2 X% D' ~- w
- d,# `& x* \0 n4 I9 x) [7 }% F
- toc
复制代码 结果:- d =
. n8 }+ V# Z- }5 C# h' x - 4 5. a4 o\" r9 X6 e- V8 O
- 5 4. {\" p6 W) k3 a1 ?2 X8 @
- 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。
# z3 \: a; C: `/ b& y) p1 H* ~7 F |
zan
|