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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。. m* I: U" B/ I, a" ]2 u3 ^
( |. e% u8 b; E& W
基本要点:5 A/ f* R/ r5 H% R& a1 h
' w, s4 S2 l( g6 ^/ Y9 I
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。* q2 a1 H1 V8 ~. R5 e! x6 t
3 T) p1 E/ g0 _ (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。
" K2 M/ P& Q1 ^
; c1 T+ B# d9 r3 e( S' g% k- |% i, f4 S (3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。' b1 d0 ~' }* g9 T3 E( Z
1 E+ a, i8 \6 X2 H4 Y2 k
(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>8 C$ T; V) J0 m9 }
- #include <iostream>
- 0 r) \, }4 h8 w
- #include <math.h>
- + w6 |5 B& i+ Y; _' Y- _6 ?
- #include "lu32.h"; {2 I5 U$ P7 z# w& O. s! I3 k
- ( k5 p& c$ X0 H1 M8 U6 E, o
- #pragma comment( lib, "lu32.lib" )( @2 J& j' a) S) D3 |% k0 B
- # Y! S6 z9 P\\" h
- using namespace std;
- ) B( O: d: m: n4 L7 u! o. S
- 1 T4 A- }. E( V8 a
- luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定1 M$ p6 g$ s3 m: [, \- Z
- 4 u' ^2 O# r) G: S1 \# z
- 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
- / h* e- t3 l- S+ S$ U( V
- {
- 5 t9 `; b8 I4 _0 n2 x u' D$ Q' }
- wcout<<pch;
- : s1 X: Z7 d- R( s) w3 Z7 E1 w3 c
- }5 Q. F2 p5 H9 y5 h
- 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8 ]# ^0 L$ s+ I2 O\\" Y
- {
- \\" A( b1 Y; w' a, t- e
- }) P( d( M& q8 a: h
- LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数
- 7 C* P& H6 [% s d e
- {
- & W. L\\" G! N- c6 ]& D1 z
- LuData a;
- ; v$ v) a7 F$ {\\" I% `\\" |0 m* m
- luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3; Q) P$ N1 \, I& H\\" l
- luVOID i,j,k,m,n,u,v;
- ) C9 h% u6 p3 B& N6 v% ?( U
- double *pa,*pb,*pc;
- + d4 F' I' I4 }4 J. K# E. U
- luMessage pMessage;
- 0 C6 F' n* e+ v\\" ^* `7 q1 Y$ @
- wchar_t wchNum[32];# q* u( m' v- ?& G9 S0 x- x
- char chNum[32];9 K2 P4 p, J3 S& z& M
- a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0;' F T, R% O1 f. H! T
- switch(theOperator): X! X+ E, D- b+ b' q* x* O9 u1 H
- {4 f& X& n4 \: l; f; y
- case 2: //重载运算符*
- `' |, H' ^# Y4 d
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);3 d# p a# r. y
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) B9 n, L5 I! i- q
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- / _2 G! `! M% Q
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- 8 l2 u: l7 B5 x0 j9 N
- if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配; A2 U$ s\\" `1 a$ I7 @
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象
- & n1 A$ ^7 Y3 ^\\" s# |* P6 e
- if(!pRealArray3) break;
- 9 r& U* z- ^4 G8 g7 C0 B
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小
- ) l! d\\" P6 B1 ]& G
- pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array;
- + [, V. y! [% J3 k5 n& R& F& u
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1];3 o$ p# O& M6 C. L1 o8 e/ t- k
- for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘2 s, _* f$ R2 g. I% e3 Z
- {6 b\\" v: x9 K( b& `6 R
- for(j=0; j<k; j++)
- ( d! r; @, M8 G- u1 [
- {
- ' [/ I3 [- L9 P$ L6 ]9 a
- u=i*k+j; pc[u]=0.0;6 c9 l9 t/ W/ T\\" X& r/ ~4 ]# {
- for (v=0; v<n; v++)
- \\" U3 o @( N( |! g
- {
- ! ^) y9 [5 m, Z1 d N) S
- pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j];
- 2 V9 H5 u N n
- }
- 0 O( I. c- P# ~- S
- }9 _6 O8 _8 K5 a5 q
- } d% J5 R$ i% ]1 O& b5 G8 r
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- + }4 D& ~) x8 X4 f. ^, @
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;
- ' T4 g' V) Q5 L: {# V, M9 S
- break;
- ' A5 ]9 [9 a: Z5 a$ I- I
- case 25: //重载运算符.*
- 1 E4 o; @6 Q- {& z
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);) c7 z\\" y# R\\" B1 [( X9 ?' V; o
- pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);
- v2 d; J9 q! [7 v: t
- if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组
- 9 @8 ?( u9 ?) G4 u P; g
- if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)% z$ w% r5 m) a2 D: I
- if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同
- 0 l; v& L, U$ \2 |$ t
- pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象
- 2 b. i1 @# _* S3 o
- if(!pRealArray3) break;8 Z8 D- y' O+ [! f4 A- m
- pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小9 ^7 J; V+ n$ _3 c
- for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘
- % F7 o n& B% {
- FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象
- 7 Z7 E3 i! n7 s! O. ~. V; M
- a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3;7 k/ V# q8 S, c+ z% v7 V
- break;
- 9 s3 Y+ I8 S5 _* V4 ]& H* U
- case 46: //重载函数new* K% r1 Q+ f5 _, x6 |$ q
- a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数: x g) {! T B: e
- if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型; s1 G8 k/ t+ X8 u3 c
- break;
- ; H% \: N9 o) N* E- u' B8 x2 u% N) H
- case 49: //重载函数o
- ; a2 g: }6 N2 w# x- ]
- pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User);) t3 _6 y7 J g: t, C& x
- if(!pMessage) break;
- 8 v\\" k* f3 ]6 U/ a5 J
- pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray);0 B1 I- J- u) e d1 e' o! S' W
- if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组8 b- b\\" [: h/ h/ h/ I* d) N7 A# } i
- if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵)
- $ L: Z$ Q2 W: D X: \9 z
- pa=pRealArray1->Array;6 p% D# J1 k( N
- m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0;' j' f7 q9 i# z, L a, \
- for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵
- 4 Y3 F+ j! d. l; ]. N( y
- {
- 7 h+ a6 ]6 o: Q, L
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;
- 5 y( `% C. ^0 ]8 n
- for(j=0; j<n; j++): w0 U3 i; { t3 [7 g
- {
- ! Q0 [& h: b9 ~% r# g6 U( [
- _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16); z, i g# N( {% y7 L( t7 @
- for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;}, Q/ o/ \, o\\" Q\\" Y
- wchNum[u]='\0'; x2 u& u\\" |9 ~& k+ I0 F\\" n0 m* V
- pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2;- a$ O3 v' D* S
- }
- 2 e1 M/ L\\" E, \/ u) D5 E
- }
- % l6 C% E# n\\" o5 c K8 H& t. [
- pMessage(L"\r\n"); k+=2;0 I) v0 J6 X2 Z! B& @4 _6 T
- 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$ n0 l5 V+ l6 m# U
- break;\\" w- M5 U' f2 R\\" u+ e e
- default:
- & b- ]3 }% d% ~
- break;, c# U6 E+ D5 r. E- W! j
- } J0 t; H. S4 q2 F9 l- z
- return a;
- ' i5 [' I' I9 i
- }
- , K3 I, u/ N9 i8 m) v9 d; R\\" h
- void main(void)
- . r; B; H: G4 \$ |/ |( d
- {* t7 s' K. B R J8 N, T, M9 ]
- void *hFor; //表达式句柄: }6 N3 W! ]7 v( }
- luINT nPara; //存放表达式的自变量个数0 W7 z% X. P v7 v4 l. H( o5 F
- LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针
- + b7 q0 J\\" O+ R9 {: d/ f
- luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置; K- d' Z. J. I3 y2 C: z$ C8 {
- int ErrCode; //错误代码+ F1 e! j$ k' c7 S4 P
- void *v;
- # Z; }\\" i1 i& l, |7 [9 w% @ z
- 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
- 8 k( G9 N2 T8 P\\" N/ A1 a. f
- //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$ e8 a A: B8 Y& h8 u1 u- q
- LuData Val;\\" D, @$ m; k) F# X1 n3 n# w
- if(!InitLu()) return; //初始化Lu\\" e' n& z9 {* a3 x# i
- while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型
- 3 ~+ T1 C6 U0 Z7 t$ s+ @
- \\" d( a9 }% v4 b, P
- Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量! D. G# q9 I n, L, T
- SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量; t( `6 Q. O/ g
- 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( l2 O+ @' k7 u- `+ H: b) l
- wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文! s3 J# s( m* n5 u8 b7 j
-
- 4 _+ W1 Q3 f+ V4 K. A
- ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式$ b; M5 l- y9 y T. _
- if(ErrCode)- h5 P9 }' r; F
- {) Y4 ?: X- V' y1 u w- P
- wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl;, @ R2 X. A4 C' T
- }
- 8 u8 \! d2 Z: H\\" V, ~+ M
- else+ n+ D% z3 L8 ]. o( y( s) i
- {\\" p\\" r- Q; r5 v
- LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值
- p! `' c3 B% ~, R$ v\\" a
- }9 X- I2 v. g* I) _; h- }
- LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用8 Z* W+ m1 c P7 h
- FreeLu(); //释放Lu
- + y( P6 o4 O9 Z. L& L% Y' ~
- }
习题:
2 k8 ~3 T/ f/ O1 z. }
+ U- c- H [, V& J0 ]9 ^) a& i (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。
" R- n% W% C% |' M! }3 T% B6 r3 p- F5 ]) P1 E, X# e
(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)=
. |4 |- l1 i7 L7 Y* }9 H - a=new[matrix,2,2,data:1.,2.,2.,1.],* b, l* |3 D+ V+ k+ a1 u
- b=new[matrix,2,2,data:2.,1.,1.,2.],) X\" {) o! M N$ X0 m
- c=new[matrix,2,2,data:2/3.,-1/3.,-1/3.,2/3.],6 Q4 y- d9 r( O
- t=clock(),
3 }. m& O; D4 J0 ~$ ^\" Y1 ?: w - d=a*b, i=0, while{i<1000000, d=d*c*b, i++},
3 f0 e6 l$ E5 i$ Z\" \# K - 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.
( g U2 b& m9 B8 T - 5. 4.& ]( |, ]6 n( ?/ A6 w$ G0 f7 l# o
- time=0.875 seconds. u- |0 L1 {\" R\" w' v* ^
- 请按任意键继续. . .
复制代码 Matlab 2009a 代码:- a=[1.,2.;2.,1.];; ?, s0 w: L# w
- b=[2.,1.;1.,2.];0 {* s V4 e2 e4 u# A
- c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];# D7 Q9 }) g3 a- G+ z; L7 `# ^
- tic,3 |+ }0 i1 Y+ r, U
- d=a*b;
p+ V' R; I! B% O3 @& x - for i=1:1000000! e( p# {7 {: V\" l/ J7 l% \
- d=d*c*b;& M: ~; ]; l0 L5 V, {- _3 R
- end
$ V) u- G% V) l( @3 l4 r. u - d,) n2 J' b: I/ d! r\" P
- toc
复制代码 结果:- d =% \( t j1 E: E3 w1 A: S* ~& o U
- 4 50 |5 Z# D/ h0 w9 l
- 5 4
# B! }\" P' @/ w9 v% P - 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。
0 q& W5 Y& H$ x" j! y5 i |
zan
|