C/C++注册动态对象到Lu系统并进行运算符重载

1 说明

    要演示本文的例子，你必须下载Lu32脚本系统。本文的例子需要lu32.dll、lu32.lib、C格式的头文件lu32.h，相信你会找到并正确使用这几个文件。

    用C/C++编译器创建一个控制台应用程序，复制本文的例子代码直接编译运行即可。

2 关于运算符重载

    在本教程系列的开始，介绍了Lu脚本的基本数据结构（详细参考Lu编程指南），即：

    基本数据类型BType决定了实际的数据结构，而扩展数据类型VType决定了重载函数。若要对某数据类型VType进行运算符重载，需要用函数LockKey对VType加锁，该函数定义如下：

int _stdcall LockKey(luKEY VType,void (_stdcall *DeleteKey)(void *),luOperator OpLock);

    VType：被锁定的键的类型。VType>luPubKey_User（公有键、普通键）或者 VType<luPriKey_User（私有键）。
    DeleteKey：删除键值的函数指针，用于标识要加锁的键。该函数由用户定义，但由Lu调用。若DeleteKey=NULL，表示解锁指定的键。
    OpLock：luOperator类型的函数指针，用于对象（用指针标识）的运算符重载，该参数不可为NULL。解锁和加锁所用的OpLock函数必须相同。参考[注1]。

    如果加锁或解锁成功，该函数返回0，否则返回非0值。

    [注1]：运算符重载函数luOperator函数格式如下（与Lu二级函数相比，仅多了一个参数theOperator）：

    如果不打算给加锁的键提供运算符或函数重载功能，须使用函数SetRunErr向Lu报告运行错误。

    本文讨论C/C++注册动态对象到Lu系统并进行运算符重载。本文的例子是实现三维向量及部分相关运算（基本类型和扩展类型均为 key_Vector）。实际上，Lu脚本中内置了三维向量（vector）的运算，例如：

(1$2$3) * (7$6$5)

    结果为：

(-8.,16.,-8.)

    Lu脚本内置的三维向量（vector）是静态数据，但本文的三维向量（Vector）被定义为动态数据，仅为了演示如何将动态对象注册到Lu系统并进行运算符重载。同时，本文还演示了二级函数如何返回一个动态对象；演示了二级函数如何通过参数返回多个动态对象；演示了重载函数new、oset、oget、o的用法；演示了如何由字符串获得一个唯一的整数，以及该整数在Lu脚本中的用法；演示了如何在Lu系统中注册常量和函数；演示了如何接收Lu系统的字符串信息等等。

    由于演示的项目较多，本文的例子代码较长。

3 代码

运行结果：

Vector x = 1.1, y = 2.2, z = 3.3

4 函数说明

    本例用到了Lu的近一半的输出函数：初始化Lu的函数InitLu，释放Lu的函数FreeLu，编译表达式的函数LuCom、计算表达式的函数LuCal、加锁键函数LockKey、注册常量的函数SetConst、注册C/C++函数的函数SetFunction、由字符串获得一个唯一的整数StrToUniInt、插入键值的函数InsertKey、重生之大文豪www.dwhao.com搜索键值的函数SearchKey、从缓冲区中获取一个对象的函数GetBufObj、从二级函数返回一个动态对象FunReObj、通过二级函数的参数返回多个动态对象FunSaveObj、设置运行错误的函数SetRunErr。从这里查看这些函数的说明：Lu编程指南。

5 难点分析

    在给自定义动态类型数据添加运算符重载功能时，需要：（1）用LockKey加锁一个键（本例为key_Vector），自定义的动态类型数据使用该键向Lu系统进行注册，并注册为指针键，以便于Lu系统对垃圾对象的管理（若注册为非指针键，需要自己进行管理）；（2）定义删除键值的函数（本例为Del_Vector）；（3）定义运算符重载函数（本例为OpLock_Vector）。

    在用C/C++进行Lu二级函数设计时，勿忘有关注意实现，参考函数SetFunction的说明。另外，为了提高运行效率，应优先使用函数GetBufObj从缓冲池获取一个动态对象。

    代码中定义的Lu二级函数，只有Vector_addsub直接注册到了Lu系统，其余的函数Vector_mul、Vector_new、Vector_oset、Vector_oget、Vector_o是通过Vector对象的运算符重载或者函数重载来间接调用的。注意重载函数Vector_o设计时，o函数除了返回对象信息外，还要返回信息字符串的字符个数。

    在Lu脚本中，对象成员一般用#开头的字符串标识，例如 #name 。本例对象Vector的的成员也使用这种表示方法，例如，设a是一个Vector对象，可实现赋值 a.#x=1.1, a.#y=2.2, a.#z=3.3 。实现原理很简单：Lu脚本编译器在编译字符串表达式时，如遇到以#开头的字符串（例如 #name），就使用该字符串生成一个在Lu脚本中唯一的整数（该整数在Lu系统运行期间保持不变），故本程序main函数一开始，就用函数StrToUniInt获取了相关字符串对应的整数值，用以标识Vector对象的成员。

    （1）如果修改代码中的字符串表达式为（注意C/C++字符串中转义字符 \" 的使用）：

main(:a)= a=new[Vector], a.#x=1., a.#y=2., a.#z=3., o[a.#x, " ",a.#y, " ",a.#z, " "]

    可得到如下结果：

1. 2. 3.

    （2）如果修改代码中的字符串表达式为：

main(:a,b)= a=new[Vector], a.#x=1., a.#y=2., a.#z=3., b=new[Vector], b.#x=7., b.#y=6., b.#z=5., o[a*b]

    可得到如下结果：

Vector x = -8., y = 16., z = -8.

    （3）如果修改代码中的字符串表达式为：

main(:a,b,c,d)= a=new[Vector], a.#x=1., a.#y=2., a.#z=3., b=new[Vector], b.#x=7., b.#y=6., b.#z=5., addsub[a,b,&c,&d], o[c,d]

    可得到如下结果：

Vector x = 8., y = 8., z = 8. Vector x = -6., y = -4., z = -2.

    （4）如果修改代码中的字符串表达式为（注意C/C++字符串中转义字符 \" 的使用）：

main(:a,b,i,t0)= t0=clock(), a=new[Vector], a.#x=1., a.#y=2., a.#z=3., b=new[Vector], b.#x=1., b.#y=0., b.#z=0., i=0, while{++i<=1000000, a=a*b}, o[a, " time= ",clock()-t0," ms. "]

    可得到如下结果：

Vector x = -0., y = 2., z = 3. time= 531 ms.

    本例用Lu脚本内置的静态三维向量vcctor实现，代码为（用OpenLu演示）：

main(:a,b,i,t0)= t0=clock(), a=1$2$3, b=1$0$0, i=0, while{++i<=1000000, a=a*b}, o[a, " time= ",clock()-t0," ms. "];

    结果为：

{(-0.)$(2.)$(3.)} time= 235 ms.

    本例的C++实现为：

    结果为：

-0 2 3 time= 16 ms.

    考虑到运算符重载时有新对象生成（例如a*b将生成一个新对象），参考以下C++程序：

    结果为：

 time= 312 ms.

    看来，C++对运算符重载也是有优化的。

6 其他

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