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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。
b2 m* e" m9 {6 r0 Z
8 f8 j5 v8 j: O! G- t U6 R 基本要点:
- }, U5 n3 M. r `
. G+ R% x; F4 H: j (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。) h) J z. y9 Z
& C. \2 H+ L r; `& w B* n. D (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。
! J# P7 l C0 Q0 z0 P u$ Q
" @7 [+ d; G$ F* Y9 s7 _ (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。8 f8 i9 V( G" x0 _5 ~( e: F J& ], K
4 q y" `; E) k9 g; _/ V' o* G# m (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>7 m4 A, g( q# P9 s& y6 H
#include <iostream>\\" j d/ [' F4 m3 [, D8 I$ }
#include <math.h>
6 @8 }! t8 \7 y7 U: t+ X% X( o #include "lu32.h"# C G* Q+ P5 t( Y2 Y
O% z/ T+ H4 d\\" f
#pragma comment( lib, "lu32.lib" )- L) d9 o4 p3 i. S6 E0 F
/ c% |4 W- k7 v2 `7 o) m7 l
using namespace std;% L# q# ^% D' F7 d7 }9 L
, ?7 J; ^- Q3 E\\" U8 U$ B luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定/ ` }& _% D3 G7 J
U( r+ t, l, ^9 Y3 e6 u 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 - D a' R( X9 A9 {: I\\" W# S
{2 L6 k3 x! M! C# F- x a. x P+ Y
wcout<<pch;
% `* Z& C- z4 ~* ^, _2 @ }
/ A, ]2 K0 p\\" }$ p/ f0 `. V 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
5 U9 G( w7 O$ F {4 q- V8 ?8 }5 }\\" h' n2 [3 @# K8 v. r% p
}
, _+ y# o! u) v m; ?/ p: X1 l LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数: a( f2 l# O' B7 ?. j3 [) O ?
{. c9 a' A4 w, X& F, c, o3 V/ I$ Y
LuData a;
% R o5 Y, q B4 U luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;( ^9 }& h7 u# q Z; T
luVOID i,j,k,m,n,u,v;' |7 _) i0 {+ o. w: g, t6 r& k
double *pa,*pb,*pc;
F- D0 M( [, U# f luMessage pMessage;
6 g' E2 v) E# P\\" f, ? wchar_t wchNum[32];
7 Y+ ^3 P8 B8 a( U3 L char chNum[32];* a! e, { Q' r/ M
a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;
6 x) V; d8 i1 h: q: Z6 g switch(theOperator)& |1 ]5 O& y# d
{. i ]+ ^3 n* d
case 2: //重载运算符*( M9 {: z O+ q\\" H8 g
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* W$ D: V\\" d\\" J4 T2 [: C
pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* n$ r. |1 I) K
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组2 Q: E u4 k a3 M4 x+ o/ T
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵), y: f' D& s6 O( m- x/ M; G
if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
2 K5 ?. x: y9 i- D5 F- N' b pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
: \! Y\\" ~( g' z$ t. S+ e if(!pRealArray3) break;: S! L# ?5 O0 |, c8 u! Q1 j
pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
0 Z3 Z6 @1 C2 k5 x1 b! H pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
% ~9 q+ }. @, f3 f3 S% F: k4 g m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];' n7 x: C0 `) a/ H8 V
for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘 l' L8 J6 l, ~2 O% U! ^
{$ h- x& d4 H4 e# g7 p
for(j=0; j<k; j++)
# A# i( m. ^7 T X4 F: a7 n0 \ {
4 t \5 Q. S) k6 s. j; a u=i*k+j; pc[u]=0.0;
9 a! L+ _ i5 K- G for (v=0; v<n; v++)
8 m9 J7 y7 S) s\\" ^% ^\\" } {
) O1 F( n\\" J3 n4 J- O pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
1 Z$ h' T1 s3 p } A* @) [9 E9 n3 J2 w
}, X4 ^5 e7 r Y/ S6 e& w; G A8 c) r
}- P- j% R0 h1 K$ i' Q
FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象$ R6 K; \( e4 j! I$ c/ X\\" p5 M! v
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;: t0 ^0 |% F% l8 t, z( V
break;
& k2 N6 [$ v; u. _8 j% T9 m% C) O2 ^ case 25: //重载运算符.*
' s\\" F3 Y: b2 n pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
, K6 W/ O$ c5 A pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);: ?1 J- @1 {0 `
if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组0 K3 ~- w: P2 m) k7 V3 ^
if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)7 `6 o( Z. e3 q. }: _4 h$ R6 b# E* T
if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
+ X; _! Q+ k9 D, J1 ~ pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象2 n! p) k\\" b' Q! ^
if(!pRealArray3) break;
+ ^. d, f4 z$ g$ A7 Z4 G6 q, \5 H\\" Z pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小2 }5 M2 d. o' q
for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
\\" y, w6 _5 x0 \# g$ I$ C FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象$ V+ b' s1 U y3 N( @9 f
a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;# N, z5 \3 K0 F
break;/ L8 i, l; i+ g; g
case 46: //重载函数new
8 P9 |( ~& h( B& q, z8 w a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
/ W2 N4 F, g4 M9 R6 U. [ if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
# y9 X+ ~3 X, J' C3 H$ z break;/ ?: P0 F+ n9 D) o\\" n9 H
case 49: //重载函数o
# j( M5 B5 J$ r# \ pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);! P, g9 w\\" E, ]4 [- }/ N
if(!pMessage) break;\\" F\\" T# f\\" m2 s
pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) L- A- u/ `& a$ e. F6 `+ @
if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组1 Y% |7 s: y. _- u& B1 p2 r
if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
0 h% r1 ~6 T3 n pa=pRealArray1->Array;2 V' ]* B3 w6 ?\\" e7 \
m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
0 D2 B, o6 y$ P: y+ H4 d for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
\\" m* D2 \( X1 I) T {
\\" I' Q& k; Q/ h! e; r: \ pMessage(L"\r\n"); k+=2;
' S1 a8 D6 ?\\" f+ h2 y for(j=0; j<n; j++)
}+ v$ {2 Y o) f# T {9 P% n4 C9 q( D\\" U) J1 [4 ]9 d
_gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);
* U5 ~) b& e6 Z for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
' T6 Q) B: i3 G wchNum[u]='\0';0 o- p& v1 ?9 t' b
pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
8 B' e0 t; x7 Y8 t }2 Y8 _* g- c1 V
}) Y9 z' p( ^; b1 @
pMessage(L"\r\n"); k+=2;
\\" z, h; H\\" S7 \, o 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 D$ r& Z* n; F0 O' J\\" `
break;
4 a4 P( C6 g, M default:0 Z1 {: l( `3 x6 f
break;
( L# p8 ^8 d9 F }# k( z2 S7 h( e4 a: K\\" o. Y1 }
return a;\\" A) K: [, Y# L: F7 v
}
( ?! g& E4 D\\" ]! @7 W7 n& g void main(void)
9 j4 Q$ U0 l: h6 a8 f7 E6 F$ l% o; f {5 n& v7 E. l$ W* P: @
void *hFor; //表达式句柄6 L+ ?- `% J) C
luINT nPara; //存放表达式的自变量个数$ X# S% b, }1 @9 ]5 t+ W3 Z8 Q: [
LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针, P Q: V( a+ a
luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置. O- w\\" k# I7 p) k$ S7 K9 k7 x2 l
int ErrCode; //错误代码8 q% N4 _\\" l1 Y
void *v;
* X( t; w& e8 a 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
) ]6 q+ D h* z1 H( R E* N //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- L: h/ {: O6 J. v% y% F1 b
LuData Val;
/ e# K; S5 l+ C' }& ?$ M v2 e5 V\\" [ if(!InitLu()) return; //初始化Lu7 B' D! _# J9 |# t6 S. R\\" @: c+ H2 Q
while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
& k9 O. ?/ W8 n# c( U# ]% j
+ D+ f) R7 ^) \$ X0 V) j D Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量$ T. I0 K+ r/ {1 T5 x
SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
6 u, w1 N\\" K# U; S' ?\\" M 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
( V8 a4 z- S( [\\" @+ j; l; k# Z wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文) \5 D. R1 R9 g/ n+ J9 P- ~
- C% S6 N j- H, o ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式5 B$ n6 B* K8 O4 X- n
if(ErrCode)* P' Q% U) J7 B9 L, w2 I
{2 C6 T0 |! e* t) v! N0 I
wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
$ y: X$ A) }\\" d$ C1 \. |2 A, A }
3 m, z/ D' C2 M$ l0 x, F) ] else
$ R% x; z. a# `( ?) x {
1 W7 C7 ?, E/ c& ]7 D1 Z LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值. O\\" b, p1 W7 Y
}/ `% g2 W( q u. x' F8 y
LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用! z% l N# j2 u
FreeLu(); //释放Lu; R* v% x b' _- P% W, u2 \7 I$ X
}
习题:$ i0 B7 x4 S( m' T1 L+ r
+ A- t" Y& [! P3 A3 E' ?7 F
(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。 8 D7 n0 F% y/ [1 A. n/ @1 F
1 l0 c0 I# H/ D' O (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)=9 C3 L# F! p9 q; G1 y, a5 U
a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],\" d, t, t) R5 o$ z
b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
- U/ W\" i2 W* G0 Y- b- a+ q; }1 | c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],! r3 \\" }8 `4 b# ~
t=clock(),
. o5 w% O0 Y$ x d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
, f4 J1 d( X4 t1 z5 ]/ q/ d! ~ 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.; r$ ]& A; A7 ?\" U& @1 }' ]
5. 4.: z0 `; D' {# \2 C* w( R
time=0.875 seconds.
' \ u. F. S# ?! f8 \. V 请按任意键继续. . . 复制代码 Matlab 2009a 代码:a=[1.,2.;2.,1.];# A& F7 |/ U( e; B/ T( M
b=[2.,1.;1.,2.];
6 z1 m# C9 [+ X c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];0 r _ i. m8 I
tic,
7 x- }% L' O' ?. y$ v d=a*b;
1 t3 V& y( ^\" Z; B for i=1:1000000
; e8 n, H. P( v9 ?* |6 ?1 f d=d*c*b;
. {2 b* K3 k) s4 T end
' D; d' h) Z9 a* |; ` d,2 O ^( ~4 l/ ~* l! o$ X& l5 o
toc 复制代码 结果:d =5 h. K8 K) \+ p7 _* Y* a4 A
4 58 x( f' a0 P1 g! x+ N
5 4% s/ G7 w8 i, a/ d
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。
% H0 Z. _( y# [* G/ z
zan