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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。) a8 R# v, P; x) n4 Z9 b
_* o( i1 x2 L
基本要点:% a. n3 c0 w: Q! @+ U8 Q
4 \! A/ X, h" ?, g- A/ G+ ~& G, s0 t (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
2 k8 g( |1 \+ X2 I" d7 J) B' M2 _% K
9 R5 j3 B. w' F! f# T9 I (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。2 x& ?6 [6 N/ d2 Z) e/ a5 P5 D9 R
v8 H9 U8 t# V/ H+ P, F2 v
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。; a" U; o% i0 b3 C4 X3 B. C' H
7 Z- R9 ?8 F0 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>' t+ ]% h\\" P) \; x( t. H h# M2 c4 Z
- #include <iostream>! X! O+ N, {0 M) Q- T
- #include <math.h># R9 G) q! s( h% f, o
- #include "lu32.h"9 @, A0 e' M) G/ W1 Q
- ' k3 F\\" ^4 R\\" P6 Y' y4 ]' e
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )
- & h1 f- x _# i$ ^- h: s7 v
- - u, n# [; H9 p9 f; b+ _
- using namespace std;* @) {* [8 G/ [& D
- 8 z( g3 q. j; @4 O5 B. Q
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定8 D: g* m\\" G) n: M7 P* U
- + t2 y6 v# x2 i& F& r6 y& I% X
- 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
- * r$ G& Q8 C/ N1 Z! l$ B
- {
- 7 T7 \& p5 @! J: ]/ r8 u
- wcout<<pch;
- + K4 {, r8 z/ g. E; G\\" K) E- k5 }
- }* k$ d# O( K& R3 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
- $ D5 v# e- S* l, u: r Y
- {4 n- u- v: o9 _5 l1 R+ |. i3 Z
- }3 Q5 h' f( C, ^/ m
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- $ A2 H, }9 n8 y) p
- {% ~. U) N, J+ t+ w% s
- LuData a;/ l* m5 V2 l0 A: u* g
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- ( ~5 r' U2 C7 G' I/ H
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- ! a8 z- m/ d, f. {! ~# O- Q: X. D
- double *pa,*pb,*pc;\\" A+ E4 n! I$ W: S0 \0 A* f) v
- luMessage pMessage;
- ' }) |, O7 L) D( Q
- wchar_t wchNum[32];
- * L7 y\\" _! Y: P, o
- char chNum[32];
- ' [% u% I2 [\\" i& {. g( ^ d. o& Q
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;/ h& i( Y5 m5 I
- switch(theOperator)
- $ C/ i) @, G+ ?( V) a; y/ u
- {, Q- T9 g\\" F8 V
- case 2: //重载运算符*8 T. l, r8 p) C! U5 B
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- & `+ Z+ W\\" `7 s1 D
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);6 C. {( _# y3 _6 \: @- \( U9 T
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组1 B5 ?+ {; s& A( |$ B
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)) c0 ]1 [0 H* o/ z+ {/ b
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配. S9 _& d( G; z8 x: K9 c% H1 j
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象4 _+ d3 R i4 i
- if(!pRealArray3) break;
- ) ~! O' N( o, Z9 t, } p5 [
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- [/ k# S7 t9 W1 \) H' o+ [
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- & U: P7 Q* a' W' E( _
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- + v0 _9 ~( [- G4 }& L5 g
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- 4 k: z; e1 G; Y( ~( V, x
- {; D4 H# {8 G6 D
- for(j=0; j<k; j++)+ M5 q* S+ t( ]6 }
- {( [9 D& K! f) g! Z2 m3 `
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- ( i3 o) R( k5 V1 J9 H) y# A( a5 x
- for (v=0; v<n; v++)2 ?\\" [0 e/ Y' ^& F
- {
- , q! C W* {( F0 `
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- % }2 q: U- M; `
- }5 n9 l% k/ l2 G. L
- }
- % m, j$ b6 [: x8 U6 ?
- }4 J3 t6 a. q5 y% Z, c* ?8 i; |& h
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象1 N9 S \7 f7 j; D, J4 r
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- % ^7 B; I6 ]& Y6 K2 G% F% I, Y1 D\\" c
- break;. `' ^% ^* r\\" B+ g
- case 25: //重载运算符.*
- & q' c8 i3 v2 v9 B
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);+ R& d- r! w\\" T+ o
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 8 A4 Q5 d* w& y7 V* a: o# L) K
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组7 ?* Y9 I/ W6 u# }& v5 @
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)8 F, O$ _8 Y9 d4 ~
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同9 m# F7 d4 } s7 X; z% B- F0 G: X: [
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象# k; w! C% Y) U6 P+ l' ^7 v/ N
- if(!pRealArray3) break;$ C* Z! B: J+ ~- J) r% Y: T
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小# ?# U3 \8 a T
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- e0 V+ e! k/ K; r
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- # o0 Y5 D0 O0 F
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- % ]2 f/ Y: Z! l
- break;0 h5 U6 J% j( d2 j0 H* N
- case 46: //重载函数new; W, B/ O- L( v. t# }
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数% p% x( K' t% o0 Z5 N' ] C
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- + `# P* z! s1 Q6 z
- break;
- ; ?; E/ V- A+ \1 J% e5 v
- case 49: //重载函数o' _4 J/ r/ N& J- s$ z, s
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);7 G3 n2 X9 ]7 D\\" ]
- if(!pMessage) break;. w: V G& Y1 F5 k8 U: ]) P: \
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- ) R$ h7 t s& u6 A. P. {! G: `
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组% G/ o0 n2 A, s' ]
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ! f* n9 l; I+ Q
- pa=pRealArray1->Array;1 z! W: z' n2 J3 E
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;
- 0 Q3 M& o\\" ^; K0 s) c: N
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- ) m, B& [' o\\" X) ?
- {
- & y! F3 M6 C2 a. g% B. Y
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;3 J5 l( f$ _( I' _. b' d
- for(j=0; j<n; j++)7 u5 C4 _5 p7 `, H# g: z* e2 Z
- {/ R: W! T! k2 w- C: K! H8 A
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);7 X- x+ S* ^# G- i$ M& f& d/ A% D
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}4 l5 Y# {/ k# m. w' G
- wchNum[u]='\0';9 J8 }! s6 n; T/ B
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;7 O/ J4 j3 A: {* Z2 R
- }0 F( R) o7 `/ j; _) U9 r; v
- }
- 8 S3 H4 h0 X; r+ I0 V* i/ _5 z
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- * Z- M! K% H\\" p; ]8 N, X6 q
- 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. I1 \\\" O3 B) z5 M! V! l6 E9 H, W
- break;: @5 e. l, d7 G* @0 Y& z- m
- default:
- ! T0 ]# {- V: g. T( w( @
- break;
- 6 t5 k! C- ^; z5 U7 k
- }4 z7 j9 k+ P\\" g9 C/ v0 Z( a
- return a;
- ) ?, B/ e) L& F' t0 J\\" L) A
- }$ B' ?0 P7 l2 M8 Q
- void main(void)$ _0 a1 h0 H& D {7 w
- {
- : V1 u\\" e* {; }! s3 N! W\\" t3 n
- void *hFor; //表达式句柄: R, j2 s$ _# \2 H& A
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- 1 p2 w) Z+ K7 m( p; I
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针8 |+ S9 ]. ?; b8 L @! w
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置
- 0 D( m0 f9 ?\\" r. d3 a8 p\\" p: v
- int ErrCode; //错误代码3 d' z, }0 M8 R7 k7 q1 Q$ s G% Y
- void *v;# y% }2 _0 x9 q+ ]/ O3 ]
- 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$ q/ N) o6 d( @1 `, 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
- 3 I$ j' }$ q- P/ U/ `\\" P
- LuData Val;! S, @ l$ b) m$ a' H
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu7 \6 a3 T, I. l* C! B
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型6 X\\" g\\" H. ]0 Z9 S
- / j* n2 X6 a0 D) D\\" Q
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- + a- B+ h3 E' \2 v' H6 \! [
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量' }* g6 `! Q# {7 Q% 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+ ^. ?$ c9 Q4 _, z3 v( a# h
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文
- 9 s8 f- E: v5 y4 W; e/ _
-
- / J {- ~( }9 Y( D% X3 f
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式
- 5 [3 C- c) `# Q: B. ^+ D
- if(ErrCode)9 e5 O% [6 h+ ]
- {6 y4 L) C7 a% D. F8 |\\" X
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- \\" x& s+ g# x. A* N) M# P0 B
- }0 |8 u, d# S/ U0 G2 ~0 {8 ^
- else% G$ i$ Q$ f+ g3 B% O: g
- { _, K# v: x9 B# Z; c
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值1 d8 L* v7 r+ d\\" i
- }# H7 @' B( Z1 K( j, u. [3 ^9 |
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 1 }. K6 t' _0 d8 B
- FreeLu(); //释放Lu
- 8 l6 I+ ^, i\\" e) l9 j) _ Q
- }
习题:: l; k( y7 b' y4 B' Z7 W& J2 V
`: m. L+ z9 n! R (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。
/ E8 l0 G' t% @7 U! L0 H2 m$ R7 x( V7 m) v) D' T2 M
(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)=
# _( K) l8 Y! P* c - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
0 U/ g8 N/ \+ u/ A - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],: O* w% u7 u2 J( P2 h6 [$ M
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],$ u6 Y7 |2 a. Z% X
- t=clock(),' c/ ~) E6 W& \, m4 Z# {4 U
- d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
! @% q* u' r\" g( 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.
, a6 `4 e3 |7 [; T% ~ - 5. 4.
9 t2 ^( f) r6 R( p% s\" @$ j - time=0.875 seconds.
/ I: r. I. A* `. i' o/ b4 ? - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
$ C5 q) c\" A+ l\" A+ @+ s% g\" P - b=[2.,1.;1.,2.];7 |' T/ R7 r2 m, {7 ?/ [% N
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];( s8 U: d3 _9 M( A% S
- tic,' p0 q. R2 V% K$ j: @8 j0 A\" h
- d=a*b;9 A M) E1 p5 L+ b; I
- for i=1:1000000
4 B, x P* K! y& Q& ` - d=d*c*b;
: r- O2 K g/ Q) r& I# i - end
5 p, ^+ C\" ?+ N$ a/ L4 a8 s$ x - d,
/ W\" ]. Z# F6 s+ d. ]& e - toc
复制代码 结果:- d =! E4 Z( }6 v1 a0 s
- 4 5
4 S3 L% }, h6 {- a) R - 5 4- k! R. q4 D8 i) X
- 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。
1 X7 c1 l& }7 C+ I7 v8 u3 A: c( P |
zan
|