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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。
- n6 @& u7 n: y9 o! c8 ?7 }9 f- }* m' N+ P7 H! N6 ^$ H! E& P9 ]6 r
基本要点:
3 k/ e$ l) Z# r# j1 n k4 T# ?9 L* Q# Z" z
& b/ `0 K) R- M- W D: O$ Z (1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
! \: D7 B8 }' E6 N5 v! `$ e! D+ z' P/ Q& X4 G: m
(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。7 s, L* Y, s* j& W
2 X: }/ w/ G, c" `. j' \4 E, J, V2 I
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
- C: c# Y$ e; W$ U# I
m3 M5 G- r! ]5 @3 u (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>
- * z! V% g3 T$ J
- #include <iostream>
- 4 y# @; F% y( r. D\\" T( ~; Z
- #include <math.h>) V( B3 M7 Z8 v& ^6 a! N; T- Y& y
- #include "lu32.h"/ U p4 {3 H# s) F1 l1 s
- . A2 u M6 E1 G d
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )' z. G4 w. y% Y) A+ U- C
- 6 X+ c1 h4 C/ u) t& B6 ^
- using namespace std;$ _* K9 |; }8 |# B* ]7 B g
- % c; [+ |& j% [4 Q1 h( p
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定 S `3 F% Z- i# Y' F1 x8 I0 M
- / D: _. ^) M& T1 ~8 A
- 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
- \\" A( v, j' F4 d2 \\\" O ]
- {1 y2 O+ b# M% K8 K0 u
- wcout<<pch;
- , Z2 J' y3 N, n; K0 E
- }
- * A; F' \6 m9 ^5 D$ F% q/ ~; 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
- 0 a# U# ]( T( g* O4 U
- {\\" E2 R, ^$ L, B- j
- }
- & x) j0 [4 c5 U; `) ]
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- + q' S, S' I/ ?! C
- {8 K, w* g ], d/ Z0 e' V& |3 C
- LuData a;\\" C$ e/ P; X0 s3 N
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3;
- \\" D\\" H& h3 x9 p1 s3 ]; G\\" [+ R# P8 \
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;& u) N( W! e' s6 a
- double *pa,*pb,*pc;
- 5 p7 C' f5 }) ~: T0 d& T3 w
- luMessage pMessage;
- : q1 H! M2 {$ Z9 u1 U
- wchar_t wchNum[32];
- / m' b$ u* m& j% Q& s3 u0 {- \: \
- char chNum[32];& r8 b' z3 K% l' \9 b
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;( ?. x1 D( C\\" n% B# l. V: ~
- switch(theOperator)) C9 P; m6 p E* c
- {
- ; N. J2 J$ v& [( e, x
- case 2: //重载运算符*$ A2 P: v+ l8 a5 M9 |. x/ U( {: `5 H
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);2 [: z8 n5 V% ], m& X! M$ j6 H
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- % z. f; y, Y8 [, n8 N# ]
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- Q\\" |( I* D+ @
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- ; R\\" n7 w1 C# Z3 u3 O U2 V
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配
- 8 J: N7 L- F+ J8 R
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象 `9 ~+ D; u* G2 }& f; ~$ u4 n9 P$ _: p
- if(!pRealArray3) break;3 [5 S! s, |: G8 {0 h2 ^! Z' {
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- 1 p+ w( k# G9 a4 U o
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;( w. o8 `; H4 {( v' N
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];
- 6 |\\" _9 ~5 s) K. X5 j
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘
- 0 B% M: Y2 O8 a
- {
- 3 Q0 q5 u+ s: d7 z
- for(j=0; j<k; j++); a8 \: R1 v; }
- {& p8 `- t' ^1 X) @0 w
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;% `+ k# |& n/ d6 f, v- v7 m
- for (v=0; v<n; v++)
- ( \0 _) f1 ~+ A# } P
- {) |1 G+ S0 ^3 V z/ x
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- o. q8 t) H7 l% _
- }; b# W& b5 t+ L# j+ n% S9 `9 t. ?
- }5 E3 j+ A1 S\\" Z1 Y- w$ L$ A* L6 @
- }
- % U* c x3 @; h7 l
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- & z5 x P: p. |9 r
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- $ J; f; \* N1 f l, D k
- break;0 u* J- W) p3 T* D/ q; E
- case 25: //重载运算符.*, ?$ g' P t4 V8 I# x, w
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- / Z7 z; F; C9 G% @0 y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); h! ~# e7 L, Q9 h0 P$ |
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- I. L/ l' A; ~0 r3 ?8 p
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)! ~: m5 J2 O$ p
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 4 M% P/ `; m- P4 \
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象; N: t( c% V3 f' @( K4 c7 Y
- if(!pRealArray3) break;% x& b8 W\\" V2 U8 D2 U! W
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小1 O) r* Z& { U9 ]. A\\" m. t
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘7 U0 O4 K9 x& |7 e
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- ' N/ n* o4 K+ @# Q7 W% f' E
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;) a U$ @% |0 R$ E\\" E
- break; \, i; c {; U\\" u' E7 N
- case 46: //重载函数new
- ' O& L/ |9 L7 H$ r- }
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数
- , Z! g' L2 W Y c7 I
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型
- 9 J9 \: | c- u# A( T* a x
- break;
- $ C7 n z6 {# ~: S( T' n
- case 49: //重载函数o
- . p/ ^\\" g- [+ @9 P$ b
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);
- z0 J9 y; v- ]0 L! L# y$ f* c e
- if(!pMessage) break;
- , A7 X( _6 Q6 w4 V
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- $ c: j/ N, f4 h$ q\\" s# t9 m
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- ! U# M\\" Z1 t: m9 e8 u
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- \\" I+ t% y7 s- [7 J3 ^# O
- pa=pRealArray1->Array;
- 8 ?+ _3 U8 ~6 V* j0 [: h3 ?
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;+ Z: h) W ~, }
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵\\" v8 n' n7 N& u# x. H6 b
- {
- 7 ~8 o! g# t& B6 B
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 5 i- b# f9 {: U9 H
- for(j=0; j<n; j++)8 e+ J# H' U5 o8 I
- {4 p& Z5 v. l( l5 p0 k* P n% R6 G
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16);& H: \6 |/ n3 v& W/ E2 d) P
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}
- 6 L5 L0 q- u3 b v3 T; b5 ?& t5 [
- wchNum[u]='\0';/ f# B9 V, a; m/ i, O. E
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;
- 6 I\\" K2 Z$ `! g4 \
- }
- ; K4 ~1 B {& S- j- r* N6 [: [# ^
- }2 Y- L: b: ^5 e( M$ f' C9 Q
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- . p5 Z* U\\" t4 I$ a\\" _+ A
- 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
- - W1 m/ ^* e\\" R& u) D8 {/ D
- break;
- ( P3 O+ n% T0 W+ j
- default:6 J1 v Q) x4 X6 E1 V
- break;$ }9 J/ p3 y( H& u3 A, K! f! b
- }1 L: Y! ]; B+ Z( H1 m
- return a;+ N7 s$ D* D) d\\" d9 P
- }) w- g2 N' C0 ]7 z
- void main(void)
- $ `\\" s0 G! K. v1 c6 j, s. ]
- {& ~# E/ R- W- F8 t6 ]
- void *hFor; //表达式句柄/ j5 u. y: v; N5 I
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数
- ( b3 f5 q/ k b% ^. u- F$ \& m
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- 9 r' B4 a( U% S: P' {$ d: n
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置% z' c7 ~) Q- v/ }7 }& l
- int ErrCode; //错误代码
- & Y& f2 D$ E: D3 l, l' @* D
- void *v;; T& V: l; P( A1 \
- 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
- 1 G1 Y, X! @' t
- //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: {; B) b' n4 B8 }4 \
- LuData Val;; n! K( K8 e1 l3 E
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu5 X0 u\\" W1 e d4 ~2 H {& F) ]5 q- o1 r
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型+ Q% @5 I q& y- x2 C
- 5 z% P- n# e3 D6 B
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量# `& r; J. |# H& x! [- V
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量
- 9 w/ f G: ~$ L1 `( z& I% Z
- 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% i* ]5 O) [! T/ u\\" m5 z
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文( R\\" [+ u6 g) y5 C
- 6 g% j0 k2 L: W5 p! V, I; Z; [
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式& D& z- s! \3 v! n# X6 u, x+ ?
- if(ErrCode)
- , B$ D* a3 @0 b! |
- {6 R6 k, C9 d3 p/ A9 b
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;
- \\" K. d7 p. f- b* x\\" t5 o9 ~
- }% N i7 k4 s, ]; U+ g0 ]
- else3 \9 e, H( u3 Z$ S
- {' q/ a! }- g\\" L1 B' ?
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值6 d$ D) P0 e. B3 ^- ?
- }
- 1 @/ j\\" B8 b0 s3 ~( ^
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用3 E$ V- C/ F* E/ t# ?1 y
- FreeLu(); //释放Lu
- 5 G1 ~. d3 f. @& N
- }
习题:% V; q8 F( ^& P% A
9 S: [2 D5 {2 e2 L. E& J3 z (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。
2 J" ]2 d% j3 M' ?, s4 I% z( V P4 n$ T. d
(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)=; |* H% t) e4 Y) ^7 n3 d0 t& Q
- a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],% B) g. |& c\" I2 T' Y% O9 \\" l
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],
8 C( S' f% Q9 ]8 [ - c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],\" D+ {' I; D5 P1 I
- t=clock(),
8 |; X' @! N4 K/ A' ^1 q - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},% L! }, l 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.! M) ^! ~8 k% U, ]8 k6 G
- 5. 4.
. `9 n' }) _5 Q - time=0.875 seconds.
% _3 v- y8 u- p. H$ w* h! \ - 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];3 X3 v) I2 G, p8 r. {. W
- b=[2.,1.;1.,2.];' C1 L8 l! z! a0 R! m
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
! n; c' L2 N1 e1 S* i* x: l3 q1 U - tic,
: A+ Z! |9 h! d( _9 q - d=a*b;
! V; `1 N1 u; J - for i=1:1000000
% k5 u) D2 x1 F. \: g: B3 B$ h - d=d*c*b;
\" Z: o+ T1 Y% Q+ U, ~: C# [/ i9 j - end
\" u4 W5 f3 c; W$ j( O\" p - d,
& v2 V6 d# D. Z* _3 ^ - toc
复制代码 结果:- d =
- X, n7 |/ i& h+ Z+ A8 n - 4 5) W6 }; |& H# U$ e* ]. E
- 5 43 Q0 i. l- N. p2 u
- 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。; q) D. T* a) {3 n& b. T
|
zan
|