Lu基于系统内置对象创建扩展数据类型,小矩阵乘效率测试
2011-10-23 09:47
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Lu基于系统内置对象创建扩展数据类型,小矩阵乘效率测试
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。
基本要点:
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
(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。
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
(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)。
习题:
(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)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)=
a=new[matrix,2,2,data: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"}
C/C++中的字符串定义为:
结果:
4. 5.
5. 4.
time=0.875 seconds.
请按任意键继续. . .
Matlab 2009a 代码:
a=[1.,2.;2.,1.];
b=[2.,1.;1.,2.];
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
tic,
d=a*b;
for i=1:1000000
d=d*c*b;
end
d,
toc
结果:
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。
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。
基本要点:
(1)为扩展类型matrix编写运算符重载函数OpMatrix。
(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。
(3)为扩展类型matrix编写其他操作函数(本例未提供)。
(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> #include <iostream> #include <math.h> #include "lu32.h" #pragma comment( lib, "lu32.lib" ) using namespace std; luKEY Matrix=-1000; //标识矩阵类型,最终的Matrix由LockKey决定 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 { wcout<<pch; } 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 { } LuData _stdcall OpMatrix(luINT mm,LuData *xx,void *hFor,int theOperator) //运算符重载函数,用于LockKey函数 { LuData a; luRealArray *pRealArray1,*pRealArray2,*pRealArray3; luVOID i,j,k,m,n,u,v; double *pa,*pb,*pc; luMessage pMessage; wchar_t wchNum[32]; char chNum[32]; a.BType=luStaData_nil; a.VType=luStaData_nil; a.x=0; switch(theOperator) { case 2: //重载运算符* pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组 if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵) if(pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[0]) break; //维数不匹配 pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->Dim[0]*pRealArray2->Dim[1],2); //创建矩阵对象 if(!pRealArray3) break; pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray2->Dim[1]; //设置矩阵维数大小 pa=pRealArray1->Array; pb=pRealArray2->Array; pc=pRealArray3->Array; m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=pRealArray2->Dim[1]; for(i=0; i<m; i++) //矩阵乘 { for(j=0; j<k; j++) { u=i*k+j; pc[u]=0.0; for (v=0; v<n; v++) { pc[u]=pc[u]+pa[i*n+v]*pb[v*k+j]; } } } FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象 a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3; break; case 25: //重载运算符.* pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); pRealArray2=(luRealArray *)SearchKey((char *)&((xx+1)->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); if(!pRealArray1 || !pRealArray2) break; //对象句柄无效,不是实数数组 if(pRealArray1->DimLen!=2 || pRealArray2->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵) if(pRealArray1->Dim[0]!=pRealArray2->Dim[0] || pRealArray1->Dim[1]!=pRealArray2->Dim[1]) break; //维数不相同 pRealArray3=(luRealArray *)NewSysObj(luDynData_realarray,pRealArray1->ArrayLen,2); //创建矩阵对象 if(!pRealArray3) break; pRealArray3->Dim[0]=pRealArray1->Dim[0]; pRealArray3->Dim[1]=pRealArray1->Dim[1]; //设置矩阵维数大小 for(i=0;i<pRealArray1->ArrayLen;i++) pRealArray3->Array[i]=pRealArray1->Array[i]*pRealArray2->Array[i];//矩阵点乘 FunReObj(hFor); //告诉Lu,返回一个动态对象 a.BType=luDynData_realarray; a.VType=Matrix; a.x=0; *(luVOID *)&(a.x)=(luVOID)pRealArray3; break; case 46: //重载函数new a=ExeOperator(mm,xx,hFor,theOperator,luDynData_realarray); //直接调用基本类型luDynData_realarray的new函数 if(a.VType==luDynData_realarray) a.VType=Matrix; //设置扩展类型为自定义的Matrix类型 break; case 49: //重载函数o pMessage=(luMessage)SearchKey("\0\0\0\0",sizeof(luVOID),luPubKey_User); if(!pMessage) break; pRealArray1=(luRealArray *)SearchKey((char *)&(xx->x),sizeof(luVOID),luDynData_realarray); if(!pRealArray1) break; //对象句柄无效,不是实数数组 if(pRealArray1->DimLen!=2) break; //不是二维实数数组(矩阵) pa=pRealArray1->Array; m=pRealArray1->Dim[0]; n=pRealArray1->Dim[1]; k=0; for(i=0; i<m; i++) //输出矩阵 { pMessage(L"\r\n"); k+=2; for(j=0; j<n; j++) { _gcvt_s(chNum,pa[i*n+j],16); for(u=0;chNum[u];u++) {wchNum[u]=chNum[u]; k++;} wchNum[u]='\0'; pMessage(wchNum); pMessage(L" "); k+=2; } } pMessage(L"\r\n"); k+=2; 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 break; default: break; } return a; } void main(void) { void *hFor; //表达式句柄 luINT nPara; //存放表达式的自变量个数 LuData *pPara; //存放输入自变量的数组指针 luINT ErrBegin,ErrEnd; //表达式编译出错的初始位置和结束位置 int ErrCode; //错误代码 void *v; 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 //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 LuData Val; if(!InitLu()) return; //初始化Lu while(LockKey(Matrix,DelMatrix,OpMatrix)){Matrix++;} //锁定一个键,用于存储矩阵扩展类型 Val.BType=luStaData_int64; Val.VType=luStaData_int64; Val.x=Matrix; //定义整数常量 SetConst(L"matrix",&Val); //设置整数常量 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 wcout.imbue(locale("chs")); //设置输出的locale为中文 ErrCode=LuCom(ForStr,0,0,0,hFor,nPara,pPara,ErrBegin,ErrEnd); //编译表达式 if(ErrCode) { wcout<<L"表达式有错误!错误代码:"<<ErrCode<<endl; } else { LuCal(hFor,pPara); //计算表达式的值 } LockKey(Matrix,NULL,OpMatrix);//解锁键Matrix,本例中,该函数可以不用 FreeLu(); //释放Lu }
习题:
(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)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)=
a=new[matrix,2,2,data: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"}
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
结果:
4. 5.
5. 4.
time=0.875 seconds.
请按任意键继续. . .
Matlab 2009a 代码:
a=[1.,2.;2.,1.];
b=[2.,1.;1.,2.];
c=[2/3.,-1/3.;-1/3.,2/3.];
tic,
d=a*b;
for i=1:1000000
d=d*c*b;
end
d,
toc
结果:
d =
4 5 5 4
Elapsed time is 2.903034 seconds.
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。
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