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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。
8 l% p0 [* q( C! [: }4 K( i3 ~' d$ z& U! @
基本要点:
+ f4 C4 A. {! }+ u) K7 F5 `) w! `! e1 k
+ }3 k- s8 }( q9 ^4 p+ ` (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
' v' a% N" G' j7 V2 p% f W( h
- u2 S: Q: c, S O0 [/ D# K (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 {4 ?8 c$ g; j2 h5 i0 s, h; V8 G( L
( D( n2 n: u( b# W, h' g
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。 y, V3 H/ J( }9 R8 l$ z4 v
3 `! m) R% ?* P. ^( U; z (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>
- ! s( W; ^. o0 `/ s
- #include <iostream>
- # U$ A. ~9 S, P' R\\" t& q, O1 L
- #include <math.h>
- % s8 @) \0 Y/ b
- #include "lu32.h"
- , b3 h3 c7 F/ S* y- D
- 3 ^& h0 k& [! A\\" P& w* M% C
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )! \5 A; D( v$ @
- \\" Z7 z% V' s2 V0 u# I n+ b8 S
- using namespace std;
- $ v0 k4 M. ~( |# t
- ) c1 {\\" R U# Z
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定3 f& B# W9 a, m I. v' z
- ( W& K4 t; \( L+ ^8 }0 Z. J7 s
- 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
- % ~. w# m M, j# J
- {
- + `- U% F8 C1 d1 B& I
- wcout<<pch;! } P& e3 r& i
- }
- s. Q; o' x s. W
- 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' ~% C% k0 y( w7 P p
- {- U ^ ^1 z0 n! A, q
- }! l$ N4 |- w j+ t$ s# H
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数# C- O( x& f2 X) Z, T# F/ c# R$ s
- {
- : W% `' p* b4 e- n* n\\" O5 J/ [
- LuData a;- E4 x) g6 m+ l- ?1 y
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- T! \9 F3 K! t
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;) U; Y7 ]' q0 T4 u1 x8 E
- double *pa,*pb,*pc;# |6 V% D0 k) T. o
- luMessage pMessage;
- / _$ _5 E) P6 f# A
- wchar_t wchNum[32];, F3 F3 G' j+ v% b- U& f% c
- char chNum[32];
- & ^1 K/ B1 {9 V+ [- ^: Z
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;+ I! T% C' u& v( J1 O& m
- switch(theOperator)6 D. E* y( h, I1 y
- {% ~0 B9 x* v' ]& \$ A: x% n7 [
- case 2: //重载运算符*
- & k# u: g; m/ k# b$ H7 W. G9 X3 @
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);5 W( K, a, {2 T8 g
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 4 p+ ?: P) B& r2 ~* e2 b8 t
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ! u+ e$ ~) p' L5 E- Q
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- & O4 s* G8 \$ z2 U/ j
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配) R) P& K2 }/ L# [2 D$ _
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- 3 A; \& x9 Y1 d% v5 k. }
- if(!pRealArray3) break;
- * k# o; z4 H! w- ?
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小6 L! a2 I6 U* m, U& u
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;8 B7 V* l+ W$ ^# j, k
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];) i( ~2 _- P6 m/ g
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘\\" y3 v% Z c$ J\\" H# i
- {
- . l# X4 k& J d. s; l3 y' m& y$ e
- for(j=0; j<k; j++)6 H4 e' ~\\" K5 I' D2 L! u3 ]% O
- {
- \\" N8 J. F2 Y8 Z; H! ]
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- , O. b; ]\\" U$ D3 A1 z5 {6 U
- for (v=0; v<n; v++)
- ' b; i/ q' q/ W7 V% E- z
- {! e* k4 V; h( ?2 \0 X! A4 k
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 7 ?( y' T4 m& U\\" H8 j( n5 [1 J. R
- }1 | r, \! t5 `9 [\\" J0 n& U
- }
- 9 \# W: ?- L1 l' \
- }, U9 {& T+ V; R) t+ `! o\\" i) h
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象\\" Z8 X H/ b0 u
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- 8 L* I$ @5 o& g& J( |
- break;
- $ c$ l& K/ X5 l1 Q! L+ T4 K ]- E\\" ?
- case 25: //重载运算符.*7 D7 |7 L) s8 ]) k/ W) |/ T) ]
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);6 e4 B# n6 [# w B
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);\\" h# {8 x* [% K8 d* Z
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ; a& v W/ m3 v/ L
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)3 T: U- Q: c( ?\\" y3 W% W
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同* p% l; D# n2 ^
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- 1 K E# b. D0 L: T8 D$ q2 E
- if(!pRealArray3) break;
- - H$ D1 n% H& P\\" m6 u! N. }. _, |* M- J
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小; K! A5 ]* V- {# c1 g8 k
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘\\" J) q; I9 W$ ^& q! z
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象6 y$ K) `& a! v' V
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- + y; H( S2 C% _7 Z- F+ M5 o
- break;
- ; L) G' g8 a8 ?! W
- case 46: //重载函数new
- ( J3 ] Q5 T2 V. ^2 t a
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- 2 Y5 P9 f6 I$ n) U
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- , C8 `( Y' ^7 S# E
- break;; e8 H\\" I% d( u, r3 ~9 Z; ?) q+ ^' ?( {( \! D
- case 49: //重载函数o
- 1 F( O. f9 d\\" D, }2 p9 H\\" W% M8 Z
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- ; J0 l9 |9 @9 Y
- if(!pMessage) break;
- M* G- g: V C8 k4 b( q3 g0 S5 H
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ) @9 N- D! E( x
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- f9 e1 v: V3 J& J* N& O
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 2 h* n' S\\" k, V! A+ b* ^2 a& v
- pa=pRealArray1->Array;1 x( _( ~' B- V* J
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- 2 U* y+ l% @9 `6 Q# w& O( W Z2 q, [
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵1 W5 e9 Z& k3 l8 b
- {
- 8 m6 U% l8 I: t, Q; B8 ~: p5 \
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 6 b, g# ^2 ?- a+ T\\" ]
- for(j=0; j<n; j++)
- a3 O% Y( ^7 x& [4 T\\" X+ c\\" R
- {
- 4 {6 \9 f9 \3 |. t( P& c
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);5 E& Y/ B+ q* @5 j
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- , N: t6 N9 N/ n\\" Z( J( \
- wchNum[u]='\0';
- , i; K% I. j7 w6 G
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;+ n6 @3 {3 D9 L
- }
- s1 j9 g! T. Y/ g; k0 G- G
- }
- * u/ @0 H8 U2 N( I' q1 V, A
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 1 Z8 Q' f/ e. n# E& ]
- 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( z# h; E) l9 F* j
- break;7 E! ^\\" p2 K6 G) [ W0 E
- default:. ]3 {' q& W: [
- break;
- ' Q+ m | n y; R# U# B
- }
- + q- @% e; V* V& |
- return a;
- % b; J5 M. Z6 e) Q2 D) \. e
- }
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- void main(void)- ]3 \\\" _+ z$ v\\" y& \' H7 C
- {
- ! s8 L/ ? m3 D9 f
- void *hFor; //表达式句柄3 L: l* w/ @3 C, r3 o0 W
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- : i ~2 a w/ a( H8 a
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针\\" n9 q* U1 x0 G7 z3 X8 l( R
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- # f2 z6 ~+ p, ^3 [! z2 {7 k
- int ErrCode; //错误代码
- : ]9 J2 T& e- P: q F9 G* `
- void *v;) F3 _* U5 ~# |0 g' ?& k7 ^& n
- 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
- / D$ A1 | N4 I8 ^ q, @
- //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
- $ @, M. y' U. q5 m% A
- LuData Val;) C% v& j5 C, h w2 t' M: x4 g
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu
- , X0 O! ?0 v' u2 n. O; ?
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 9 o3 J: s! G: c+ I, ~9 `9 L( ]\\" v/ \
- + f' L7 c# J+ \- z
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- 4 i. C2 a% Y5 y2 E( g. t0 g
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量7 ]$ E% d4 D& Q
- 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* m ?) j9 O& P( h& o
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- - k( e8 B0 O! q1 ]0 l
-
- ) ^/ |$ r9 N$ M3 N+ h
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- # [& a' c5 f6 `3 w+ Y. k5 K
- if(ErrCode)
- , g. b( j, L9 o
- {
- + u1 O5 {( @. m7 q+ K4 z
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;' y* O7 F; P! a4 _
- }
- 4 g9 G' @: w8 X; Z3 y; _) o/ f
- else; b' j( j* L$ P6 D\\" C+ ^
- {
- 3 C9 s- c/ M3 c% Y2 e/ r7 t
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- 9 }8 }# q& c/ `
- }# U% N/ H# p. T/ V) W
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- ! ~& m7 V- N# f\\" N
- FreeLu(); //释放Lu+ S, q: O1 h9 Q9 q, f- n
- }
习题:8 w0 ~3 c. l- i* K& L
4 c/ b9 A* V1 P' 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 k5 O: X1 f. _5 C4 Z
+ l# P1 u1 f) X/ i( ~ (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)=
3 A, S4 z! Y9 t8 G) d4 [ - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
4 w) p0 J& I( F- P0 @* R - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
x: Q: Y* ]' I: X - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],5 }6 d5 F; G+ T) K
- t=clock(),
& g2 a( ?+ ]* x! \ - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
. u1 d/ C- @5 ?- }/ P/ C/ z3 @ - 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.' Q% B3 f( W3 f# x$ n
- 5. 4.
1 H* C1 Z& F+ B! i# w/ ~ - time=0.875 seconds.& M8 o2 L: W: _; p) y, U+ X9 W: V
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];* c/ [; `/ U( g
- b=[2.,1.;1.,2.];5 Z\" |, N$ k) P' d\" ]- _
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
?5 L/ T5 L ^9 ~! t - tic,
% I+ I# ?# T# z - d=a*b;
- b) T7 \- e1 X6 e8 G - for i=1:1000000% F% _0 R& r. e$ `' B5 x
- d=d*c*b;
8 k' a) v& A9 r* {0 w0 a - end( i! k( M3 h, F$ K9 h* F. \/ |
- d,
* c4 v2 }) I3 }* S1 J - toc
复制代码 结果:- d =4 z6 L, \2 J; S' Y' U5 t
- 4 5
# F9 P1 R& C; j4 u7 t - 5 4) r+ k- F* J, Y6 Q2 V
- 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。
( T3 f3 P$ L- J! z7 i" v" Z |
zan
|