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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。
6 p2 ]1 k3 J" \
. n8 L0 ^+ I& f6 G; K 基本要点:
1 `& y* L' Y5 `' m2 _6 z" t0 C
( T. |2 B7 R- s0 H9 l6 _9 D4 Z- _ (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。: S8 ]. ^ ]' a( s. u. Z. t5 v1 v
* E! _' @$ ^7 ?/ u+ n
(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。9 q4 }) |5 ^! C$ f P
" y6 G4 V* L1 s$ G! t/ }; I5 v (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。) }9 P9 F C- ]5 |; ?! e9 c# s
( q+ \$ i" K( H (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>4 P$ P, ?5 d2 D( b1 J$ u: o' |
- #include <iostream>
- 6 Z9 b2 U/ ~7 G' ]) I5 g
- #include <math.h>$ y% ]\\" q. d$ R+ Z8 A. ^0 L# B
- #include "lu32.h"
- 7 x ~5 n) D9 T8 `% J
- 7 R4 w$ x G# e( S0 e
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )$ b$ T3 P5 ]$ h2 c
- . T3 i3 J. b/ @& e$ R
- using namespace std;
- - c/ |8 q5 m9 p\\" [6 I- }, g
- m/ h |1 Z/ ~7 r\\" M\\" V0 f
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定. t' {1 y8 K& v/ \ _
- e8 T- A1 V4 T4 f/ B* q) Z# @\\" l
- 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$ `2 g\\" D% v+ g/ L# g
- {
- / l4 G' ^9 i8 Z8 r y6 R/ ]
- wcout<<pch;
- & w* J! {; n* j
- }. y+ u* V$ k, p7 j( P
- 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 l& i% S: u. F& d7 R
- {
- \\" V8 B\\" l! {, f; |. e& ^) y
- }; u2 y7 v$ M; j, @# Z+ K
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- 5 N6 t. G- D. q. f; A
- {
- 9 g1 f; O) @5 A, E6 w
- LuData a;$ p- A9 b+ w0 T9 N( t) ~9 x
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;9 b$ Q* k* s* K7 n: l\\" J
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;* w* v' T2 F6 U$ r
- double *pa,*pb,*pc;
- ( t! l- E, p4 y9 a' H6 e3 U
- luMessage pMessage;& ^7 n' {\\" c. [* y
- wchar_t wchNum[32];
- 1 d& N! [\\" S! n$ v6 x
- char chNum[32];2 u6 _2 U! y1 B: g! } L& R, h. R
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;2 r) d5 [4 O! c) @1 o) M# q
- switch(theOperator)
- ' p$ ~. |5 R) R2 d3 b# v\\" Y% g
- {; Y- p% U# l, e+ S: i9 o P O7 U* T
- case 2: //重载运算符*
- ; \9 d( S7 t+ B, I! Z% v! C
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- - u3 e+ t\\" H\\" W2 j7 t8 z
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- 3 ~. \( N9 o0 h2 `6 n- p
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- # m) K# B0 w# s6 L/ r
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- $ k) I4 k r! K: V5 K
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- * Y8 {$ T5 u1 T
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象; R* o1 ^/ l4 ^* o* A) ^9 q
- if(!pRealArray3) break;8 n& ?$ }2 f5 \& i3 E! u2 [' S
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小4 F6 a5 ~3 E\\" I\\" a
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- - i7 v' P0 A0 _9 g. J. f7 \5 d
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1]; a# T! e( ^) c. Q; `3 F
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- + p* S- C) Y( p! i/ |
- {
- 6 Z' l! @1 B2 j4 S: p
- for(j=0; j<k; j++)
- . g; M6 |: J3 @6 q! a: m5 O% T
- {1 t3 [\\" M, I( d; { F! {\\" q8 L2 U4 o: P; G
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;
- ( ~- }: Q3 {$ u! y# Q( q: ?
- for (v=0; v<n; v++)
- % P; w5 j* F) ?# F. e- V
- {3 M1 R: z; g0 x3 f9 t. {; ]( |
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];1 U% w( { s1 L\\" [* f( m R- g
- }4 b' ^4 e; h0 z\\" m# }4 C3 p( o
- }
- 3 r: z1 r1 z8 s. `7 l: Z
- }
- 8 u/ h* x( y6 G, m, \* W- ?2 ^& O
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- d. z) r# {( b+ ?% k
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;; l C2 D2 V9 U8 ]0 D2 ?
- break;2 s- T5 f) s* X) V' T$ Y& ?
- case 25: //重载运算符.*
- ' ^6 F. h) I5 c1 D4 v' t) R\\" {
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);# s2 i8 X4 i! v% V! Z8 ]! }
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);* `\\" L, b. F9 L4 o m; v- ^7 I
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组! G7 `1 r! D+ R/ U
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- - y( s: J' c8 R l\\" N
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同( s) W7 V! T! O8 n( d; F% x
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象9 d- _% ^4 d7 m. t
- if(!pRealArray3) break;
- \\" i2 n m8 K4 Z3 w) J
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小1 [6 d h\\" I( Z
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- , w. v6 i6 U$ J1 A- H
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 9 l7 I1 i& j6 `; L0 i% l# ]
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;5 J7 B. z. J1 j: h3 z4 R
- break;
- ) o( s$ E9 \0 E) {( Q: z
- case 46: //重载函数new\\" b6 U1 [( H2 K3 ~9 F* X
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- % y) D) C- i! O\\" {& S; m8 {# S. F
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型: r) I6 P. T1 A' K) \
- break;
- * m$ ]1 Z/ m' j2 j/ F8 ]: j3 }
- case 49: //重载函数o
- * g; S: q. M# h' ]% s2 Y& i: m8 G
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- 3 S% w8 D/ J7 O# T
- if(!pMessage) break;+ L/ @! j; @0 m: v7 \( |1 u
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- % j( e. L4 e( R& q4 V4 A
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- \\" y) j! C. H\\" J) e# q+ C3 @
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; d: v7 e6 T1 m$ X6 ] q
- pa=pRealArray1->Array;$ t) F5 Z. x+ ~% Z
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;% n3 i+ N/ U7 H$ l\\" ?
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵 a0 ?( Q8 u W\\" d$ E5 B7 \% }5 t
- {
- # f5 Y8 j: @- S. X. |! g* o* E# |
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;# e. b# E& |* }% n! t: b
- for(j=0; j<n; j++)/ Y7 _6 \/ e) x0 Q! _
- {
- , N/ P* Y! p4 x' H9 a% \: |0 j
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);1 A: W* ]! ^5 a% W8 S! D
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}8 c I* }! z5 [4 k6 O
- wchNum[u]='\0';2 M6 e4 U! f) W' p
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2; Z\\" W6 B0 [8 ^6 \% `1 p% g) x
- }
- 2 ]# ]) {# S1 M% D1 [1 _
- }
- - N, K/ q6 b9 j) o, c5 N
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 5 N) h4 u& T4 |& }/ d) V/ X: r
- 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
- 3 q6 l% H* W& f- E
- break;
- b8 h; ^. ] U) C
- default:+ m6 J& S, ?: s3 |' {8 W) M/ G2 n
- break;
- - X0 O0 `\\" z1 \
- }6 l/ \9 |2 D7 L7 @0 r8 I, ?6 x
- return a;( `3 l0 a7 P7 j6 p$ O( q* _8 \1 l
- }
- u# b* x, y. y5 }2 q& h+ X
- void main(void)* E7 z0 C, e$ }& a, o- C4 E3 e
- {7 M. Z: y1 U9 u' ]
- void *hFor; //表达式句柄
- / S/ ^; U8 Q8 L/ q
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- / x0 b# ^/ [\\" }# `
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 2 N2 y- w\\" t; K- Q( e. @! o9 i
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置1 x& J2 A: g' J
- int ErrCode; //错误代码. P' t' o/ L0 |7 p\\" ]
- void *v;
- - M! q' I) T% a: x, |2 h& p9 M
- 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
- 5 U8 t& X& U K8 P5 k1 ~
- //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/ Y$ ~* ?% B' F. C4 x
- LuData Val;
- 2 d C* Z/ T2 @1 [9 C2 X8 Z2 e3 B
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu$ y0 p M5 v* l8 |1 F/ y; C( t4 p; O
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- ) J+ ~+ f) b, p
- & B$ a, e0 X8 N8 ^
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量
- - Q\\" B2 o. p\\" ~/ x
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- , E3 f0 C8 S i& I c
- 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# e5 h0 X& f+ U/ c+ m w2 P+ {5 D
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文( |# h3 M4 E$ C) T' E
-
- 9 P9 k7 e u* f' P: b5 i6 F
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式 E5 N4 A& S) g4 q# c
- if(ErrCode)# D# G1 [8 ^; z! I
- { H; p) a5 @( R0 ~6 ?# ]9 ^
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- + k& u4 E' d) k9 f# l
- }3 W5 Q8 u8 q) R3 k
- else0 E, V6 v: d& f* S2 h: r' ]% w
- {
- ' }9 w6 N5 E+ B- ~' R
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- & ?* t( Z$ d6 R. v
- }( Y& A+ z! n1 v6 N3 x\\" X: c\\" f6 j' S) }
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用
- 5 s+ ?. l+ g. M, a- U
- FreeLu(); //释放Lu
- - v+ U6 A0 n' J- @/ w$ ?( o( L
- }
习题:) E9 J- z( p1 l4 s
& x1 e2 F! y5 l (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。
- p$ t7 i# P9 F" k8 F" X% @0 q' O* k% M" K& G2 {; Q2 d- v5 Y
(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)=0 x5 e& b0 } \/ K$ ]
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],
$ l( c. H: t) }. f9 ?( f - b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
8 A$ o# `/ W1 X) \5 Q- d - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],
9 K+ I) ~* M$ g+ K - t=clock(),
; n% W* d& M. |' @# [ - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
4 L3 q7 q5 N N5 u0 o# z8 { - 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.. W8 K0 o\" I# m, v8 R3 h
- 5. 4.+ i8 E8 w- y. ~* X; U- k
- time=0.875 seconds.5 z) v+ V2 g4 h& i8 U8 ]
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];
2 ?& M8 r! o2 p+ J - b=[2.,1.;1.,2.];
. s. E; {) v; k$ b& U' e: ^ - c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];+ w- x( D# ^! r; }1 d8 r9 o
- tic,
7 c( c5 n\" N' W - d=a*b;* Q J* e; [/ m9 {7 J! }
- for i=1:1000000; q4 x* k. E( t% R% k4 l i# i
- d=d*c*b;( Z, J; W7 ?/ {+ Y4 I
- end* r6 M5 c9 j0 k3 t# [4 c! l
- d,
; |8 E. |5 o0 b4 w9 \$ n - toc
复制代码 结果:- d =+ w3 ?; _' l3 T, J
- 4 5
$ f: Y, } d p: y - 5 41 j: ]5 |3 ~; m' ~8 }1 Y
- 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。: f( |8 X0 Q5 u6 k6 T2 V
|
zan
|