2017q1 Homework5 (matrix)

contributed by < ryanwang522 >

開發環境

OS: ubuntu 16.04 LTS
L1d cache： 32K
L1i cache： 32K
L2 cache： 256K
L3 cache： 3072K
Architecture：x86_64
CPU op-mode(s)： 32-bit, 64-bit
Byte Order： Little Endian
CPU(s)： 4
Model name： Intel® Core™ i5-4200H CPU @ 2.80GHz

開發紀錄

matrix.h

看不太懂 macro 的寫法，參考 Concatenation 的說明，利用 ## operator 連接字串，讓宣告更為方便。






struct command commands[] =
{
    { "quit", quit_command },
    { "help", help_command },
    …
};

例如上面這段 code 可以替換成








#define COMMAND(NAME)  { #NAME, NAME ## _command }

struct command commands[] =
{
    COMMAND (quit),
    COMMAND (help),
    …
};

所以原本 matrix.h 裡的寫法就可以替換成兩次的


typedef struct { float values[3][3]; } Mat3x3 
typedef struct { float values[4][4]; } Mat4x4

嘗試支援不同的 data type 和 matrix size

剛看完 macro 的資料就想說來練習怎麼使用好了，雖然直接寫函式比較直觀，不過就試試看吧～

#define DECLARE_MATRIX_FLEXIBLE(type, cols, rows) \                                
    type **mat ## cols ## rows = (type **) malloc(sizeof(type *) * rows); \
    for (int i = 0; i < rows; i++) \
        mat ## cols ## rows[i] = (type *) malloc(sizeof(type) * cols)

DECLARE_MATRIX_FLEXIBLE(float, 4, 4);

一開始的想法，後來弄懂 macro 後才發現這樣寫不太 ok
上面這段 code 會產生 initializer element is not constant 的編譯錯誤，參考網路上的資料應該是對全域變數進行了不合法的初始化
- 嘗試將要執行的程式碼放在函式，並藉由 define 宣告函式，在 define 一個額外的函式呼叫











#define DECLARE_MATRIX_TYPE(type) \
    static type **matrix_##type(int cols, int rows) { \
    type **mat ## cols ## rows = (type **) malloc(sizeof(type *) * rows); \
    for (int i = 0; i < rows; i++) \
        mat ## cols ## rows[i] = (type *) malloc(sizeof(type) * cols); \
    return mat ## cols ## rows; }

DECLARE_MATRIX_TYPE(float);

#define CREATE_MATRIX(type, cols, rows) \
    type **type##_mat##cols##x##rows = matrix_##type(cols, rows)

藉由 DECLARE_MATRIX_TYPE(float) 定義可以動態配置一個二維陣列的 function，接著只要在 .c 檔呼叫 CREATE_MATRIX(float, 4, 4) 就可以產生一個 float ** 型態的變數 float_mat
不過有個嚴重的問題就是因為變數名稱寫死所以只能用一次…，雖然覺得做了不少白工，但沒關係就當作個經驗吧XD

修改 `matrix_naive.c` 的 `assign` 函式

遇到問題！
- 如果同時要支援不同 data type ，函式的參數型態會無法區分
- 先實作支援不同大小的矩陣
直接傳 2D Array

實作支援不同大小的矩陣

把之前嘗試的 macro 拿掉，修改 main()

動態配置二維陣列作為 matrix

捨棄先前直接寫死的矩陣，產生亂數矩陣方便測試

增加一些方便的函式





















float **alloc(int row, int col)
{
    float **result;
    if (!(result = (float **) malloc(row * sizeof(float *))))
    return NULL;

    for (int i = 0; i < col; i++)
    if (!(result[i] = (float *) malloc(col * sizeof(float)))) {
        free(result);
        return NULL;
    }   
    return result;
}

void free_space(float ***target, int col)
{
    for (int i = 0; i < col; i++)
        free((*target)[i]);
    free(**target);
    **target = NULL;
}

學到了如何亂數產生浮點數，記得要加上 srand(time(NULL))




float randFloat(float range)
{
    return ((float)rand() / (float)(RAND_MAX)) * range;
}

接著修改 assign 函式如下















static void assign(Matrix *thiz, int rows, int cols, float **data)
{
    thiz->row = rows;
    thiz->col = cols;

    thiz->priv = malloc(cols * rows * sizeof(float));

    PRIV(thiz)->values = (float **) malloc(rows * sizeof(float *));
    for (int i = 0; i < cols; i++)
        PRIV(thiz)->values[i] = (float *) malloc(cols * sizeof(float));

    for (int i = 0; i < rows; i++)
        for (int j = 0; j < cols; j++)
            PRIV(thiz)->values[i][j] = data[i][j];
}

這裡有個問題…
- thiz->priv = malloc(cols * rows * sizeof(float));
- 這裡配置給 void *priv 一塊記憶體，在將 thiz->priv cast 成 struct naive_priv * ，但不懂為什麼要給 cols * rows 的大小呢
- 先紀錄一下，再想想…
要注意 values 是宣告成 float ** ，要記得 malloc 空間給她否則直接存取會造成 segmentation fault

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嘗試支援不同的 data type 和 matrix size

修改 matrix_naive.c 的 assign 函式

實作支援不同大小的矩陣

參考資料

修改 `matrix_naive.c` 的 `assign` 函式