Windows下编译并使用64位GMP

目录

• 1. 概述
• 2. 编译
  • 2.1. GCC环境
  • 2.2. 编译过程
• 3. 使用
  • 3.1. 调用
  • 3.2. 示例
• 4. 参考

1. 概述

GMP是一个开源的数学运算库，它可以用于任意精度的数学运算，包括有符号整数、有理数和浮点数，是进行大数运算比较好的选择。

需要说明的是，在Windows环境下编译GMP库不是很容易的一件事情，如果可以的话，还是找一下已经编译好的库文件直接调用。GMP是C语言编写的库，在接口方面是比较稳定的，理论上是甚至能够做到跨语言调用。

2. 编译

2.1. GCC环境

GMP库只提供了一个Makefile文件，这意味着需要GCC环境的支持。在Windows下使用GCC就需要MinGW了，但是MinGW是支持32位编译的，如果要编译64位的话，就得使用MinGW-w64了。MinGW-w64是MinGW的升级版本（MinGW已经不更新了），能够编译64位和32位。但是，没错还有但是只有MinGW-w64是没办法编译Makefile文件的，单独的MinGW-w64环境只能自己一个个编译链接源代码。编译Makefile文件需要安装msys2，msys2可以在Windows下搭建一个类linux环境，里面不仅集成了MinGW-w64，还可以包括bash、vim、gcc、make等工具包。

所以知道这里面有多绕了吧？要编译GMP只需要下载msys2就行了，当初我可是把MinGW、MinGW-w64都下载尝试了一遍。当然使用msys2也是有坑的，msys2的工具包需要在线下载，地址在国外的工具包下载很慢，这个时候就需要更换国内数据源才行。其中的具体的安装过程可以参考文章结尾出的文献[1]，记得一定要安装gcc和make。

2.2. 编译过程

在msys2中配置好gcc和make工具包之后，启动工作目录下的msys2环境。在msys2安装目录下有msys2.exe和mingw64.exe两个启动入口，可以都试试，看是否支持make指令，理论上两者都是可以使用的：

启动msys2环境后，通过CD命令进入到GMP的源代码目录，依次输入如下指令：

./configure
make
make install

就可以编译出静态包，如果需要动态库，那么可以把第一条指令修改为：

./configure --disable-static --enable-shared

这里建议使用动态库。

3. 使用

3.1. 调用

另外一个头痛的问题就是mingw编译出来的静态库后缀名为.a，编译出来的动态库的导入库后缀名为.dll.a，而在Windows下一般使用.lib的来作为静态库或者动态库的导入库。好在VS中是能够识别.a文件作为导入库的，像加载.lib一样加载dll.a即可：

#pragma comment(lib, "libgmp.dll.a")

注意使用动态库时，单独运行时可能会提示缺少dll，libgmp.dll还依赖了mingw中的一些运行时库，根据提示找到相应的dll即可。

3.2. 示例

在VS环境中设置好动态库环境，使用实例代码如下：

#include <iostream>

#include "gmp.h"

using namespace std;

int main()
{
	//计算2的1000次方
	{
		size_t a = 1;
		for (int i = 0; i < 1000; i++)
		{
			a *= 2;
		}
		cout << "2^1000 = " << a << endl;
	}
	{
		mpz_t a, b, c, d;
		mpz_init(a);
		mpz_init(b);
		mpz_init(c);
		mpz_init(d);
		//计算2的1000次方
		mpz_init_set_ui(a, 2);
		mpz_pow_ui(c, a, 1000);
		gmp_printf("c = %Zd\n", c);
	}

	//大数运算
	{
		mpz_t b, c, d;
		mpz_init(b);
		mpz_init(c);
		mpz_init(d);

		//计算12345678900987654321*98765432100123456789
		mpz_init_set_str(b, "12345678900987654321", 10);//10进制
		mpz_init_set_str(c, "98765432100123456789", 10);
		mpz_mul(d, b, c);
		gmp_printf("d = %Zd\n", d);

		mpz_clear(b);
		mpz_clear(c);
		mpz_clear(d);
	}

	return 0;
}

以上演示了使用大数幂运算和乘法运算的过程，运行结果如下：

最后附上我编译的GMP地址。

4. 参考

1. windows搭建gcc开发环境(msys2)
2. C/C++编译器gcc的windows版本MinGW-w64安装教程
3. 如何在windows下编译GMP软件包
4. 如何在vc中使用mingw编译出来的动态库和静态库