一、引言

  GMP(The GNU Multiple Precision Arithmetic Library)又叫GNU多精度算术库,是一个提供了很多操作高精度的大整数,浮点数的运算的算术库,几乎没有什么精度方面的限制,功能丰富。我刚接触到这个东西的时候是在学习PHP的过程中。GMP的主要目标应用领域是密码学的应用和研究、 互联网安全应用、 代数系统、 计算代数研究等。

二、用法介绍

  GMP详细的用法可以参考官方使用手册:https://gmplib.org/gmp-man-6.1.0.pdf,里面详细的介绍了gmp的用法。现在下面就简单的总结一下基本的用法:

  添加头文件:#include <gmp.h>

  cmd编译命令:gcc myprogram.c -lgmp -lm -o myprogram

  声明一个gmp的整数rop :mpz_t rop;

  把字符串初始化为gmp大整数:int mpz_init_set_str(mpz_t rop, char*str, int base);

  释放空间:void  mpz_clear(mpz_t rop);//声明了一个变量,在程序的最后一定要释放,不然会报错

  加法:void mpz_add(mpz_t rop, mpz_t op1, mpz_t op2);  //rop = op1 + op2

  减法:void mpz_sub(mpz_t rop, mpz_t op1, mpz_t op2);  //rop = op1 - op2

  乘法:void mpz_mul(mpz_t rop, mpz_t op1, mpz_t op2); //rop = op1 * op2

  除法:void mpz_cdiv_q (mpz_t q, mpz_t n, mpz_t d);  //q = n/d,这个有很多种类型,具体的看使用手册

  幂运算:void mpz_pow_ui (mpz_t rop, mpz_t base, unsigned long int exp);  //rop = base^exp

  开方:void mpz_sqrt (mpz_t rop, mpz_t op); //rop = op开方的向下取整

  ......

  以上就是gmp的基本用法,详细的还是看使用手册~~

三、Linux/Windows下安装配置GMP

1.Linux下安装配置GMP

  首先去官网下载gmp-6.1.2.tar.lz,官网链接为https://gmplib.org/

  将下载之后的安装包解压,在终端中输入tar -jxvf gmp-6.1.2.tar.lz

  进入gmp-6.1.2文件夹
  cd gmp-6.1.2 
  ./configure (若之后用g++ 编译则为./configure –enable-cxx )
  make
  make check
  sudo make install

  然后就可以使用啦~~~

2.Windows下安装配置GMP

  首先是安装MinGW,它是windows版本的GCC和有用的GNU工具的集合,生成本地的Windows程序不需要第三方C运行时(C Runtime)库。在这里我们可以通过minGW安装很多东西,比如使用其安装了gcc和g++编译器和gmp大数运算库。

在官网下载MinGW安装包:https://sourceforge.net/projects/mingw/files/MinGW/

  

  下载好后双击打开,点击"install",然后在下一步记住安装路径,默认为:C:\MinGW

  

  

  然后一路点击continue,等待安装(一定要保证网络畅通),最后装完弹出下面的窗口:

  

  然后之后就可以在这里安装,不过也可以先配置环境变量,然后在cmd里直接打开也行。(这个叉掉之后还可以找回的,就在安装路径下的bin文件夹里,点击:mingw-get.exe就可以打开)

  配置环境变量:打开控制面板——>系统和安全——系统,点击左侧的“高级系统设置”,然后点击环境变量或者直接从我的电脑->属性->高级系统设置->环境变量:

找到系统环境变量的Path,点击“编辑”,“新建”,然后把安装路径添加进去(我的系统是win10的,如果是win7的再添加之前记得加分号):

然后就可以在命令行下打开,找到mingw32-base,右键点击——Mark for installation,然后在窗口的左上角的Installation,左键点击——Apply Changes,然后弹出窗口,点击Apply,然后装好后点击Close:

之后以同样的方式可以把mingw32-gcc-g++和mingw32-gmp装上就可以了。

当然也可以在命令行里安装,打开cmd,然后敲入如下指令:

mingw-get install mingw32-base

mingw-get
install mingw32-gcc-g++

mingw-get
install mingw32-gmp

然后在命令行里敲入gcc,或gcc
-v,如果出现以下基本就配置成功了。

四、实例讲解

  下面我们以求10000!为例说明如何使用gmp。要使用gmp必须先包含gmp的头文件:

#include <gmp.h>

求10000!我们需要的数据类型是整数,当然需要的是多精度整数,定义一个多精度整数(multiple precision integer)变量可以用:

mpz_t num;

现在我们需要定义三个变量:

mpz_t z_i, z_s, z_o;

分别用来迭代1..10000之间的数字、保存结果、保存1这个数字以使得z_i自增。可以用字符串来给多精度数字初始化为一个大数:

mpz_init_set_str(z_i, "", );
mpz_init_set_str(z_s, "", );
mpz_init_set_str(z_o, "", );

mpz_init_set_str的原型是:

int mpz_init_set_str (mpz_t rop, char *str, int base)

这三个参数分别是多精度整数变量,字符串,进制。

现在我们循环10000次并进行乘法和加法,乘法和加法的函数分别是mpz_mul,mpz_add,原型分别是:

void mpz_add (mpz_t rop, mpz t op1, mpz t op2)

效果为:rop = op1 + op2

void mpz_mul (mpz_t rop, mpz t op1, mpz t op2)

效果为:rop = op1 * op2

我们的程序可以写为:

int i;
for (i = ; i < ; i++)
{
mpz_mul(z_s, z_s, z_i);
mpz_add(z_i, z_i, z_o);
}

然后我们按大整数的格式来输出结果,因为是mpz_t类型,不能用一般的printf,只能用gmp_printf:

gmp_printf("%Zd\n", z_s);

最后我们释放这几个大整数所占的空间:

mpz_clear(z_i);
mpz_clear(z_s);
mpz_clear(z_o);

程序就完毕了。运算结果非常大,显示了几页但是速度却非常快,几乎是一秒不到就做完了还包括了在控制台打印时间。

完整的程序如下:

 #include <gmp.h>
#include <string.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
mpz_t z_i, z_s, z_o;
mpz_init_set_str(z_i, "", );
mpz_init_set_str(z_s, "", );
mpz_init_set_str(z_o, "", );
int i;
for (i = ; i < ; i++)
{
mpz_mul(z_s, z_s, z_i);
mpz_add(z_i, z_i, z_o);
}
gmp_printf("%Zd\n", z_s);
mpz_clear(z_i);
mpz_clear(z_s);
mpz_clear(z_o);
getchar();
return ;
}

我们去找到.cpp文件存放的目录下,用cmd编译命令:gcc test.cpp -lgmp -lm -o test

此时当前文件夹会自动生成一个test.exe文件

我们点击test.exe运行一下,可以看到结果如下所示:

因为页数比较多,我就不全部截图了,算出这么大的一个数字,计算机编译运行打印结果花的时间不到1s,足以体现出gmp函数库的强大~~~

对GMP深入的了解还是得多看看官方手册https://gmplib.org/gmp-man-6.1.0.pdf

GMP大法教你重新做人(从入门到实战)的更多相关文章

  1. 数据库技术丛书:SQL Server 2016 从入门到实战(视频教学版) PDF

    1:书籍下载方式: SQL Server2016从入门到实战 PDF 下载  链接:https://pan.baidu.com/s/1sWZjdud4RosPyg8sUBaqsQ 密码:8z7w 学习 ...

  2. Swoole入门到实战 打造高性能 赛事直播平台(完整版)

    Thinkphp+Swoole入门到实战打造高性能赛事直播平台 第1章 课程介绍 欢迎大家来到swoole的课程!本章主要是介绍了swoole的一些特性,以及使用场景,并且分享了swoole在其他公司 ...

  3. swoole入门到实战打造高性能赛事直播平台☆

    ​ 第1章 课程介绍 本章主要是介绍了swoole的一些特性,以及使用场景,并且分享了swoole在其他公司的一些案例,最后重点讲解了swoole学习的一些准备工作. 第2章 PHP 7 源码安装 本 ...

  4. 赞一个 kindle电子书有最新的计算机图书可买了【Docker技术入门与实战】

    最近对docker这个比较感兴趣,找一个比较完整的书籍看看,在z.cn上找到了电子书,jd dangdang看来要加油啊 Docker技术入门与实战 [Kindle电子书] ~ 杨保华 戴王剑 曹亚仑 ...

  5. docker-9 supervisord 参考docker从入门到实战

    参考docker从入门到实战 使用 Supervisor 来管理进程 Docker 容器在启动的时候开启单个进程,比如,一个 ssh 或者 apache 的 daemon 服务.但我们经常需要在一个机 ...

  6. webpack入门和实战(一):webpack配置及技巧

    一.全面理解webpack 1.什么是 webpack? webpack是近期最火的一款模块加载器兼打包工具,它能把各种资源,例如JS(含JSX).coffee.样式(含less/sass).图片等都 ...

  7. CMake快速入门教程-实战

    http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-cmake/ http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/detai ...

  8. Sping Boot入门到实战之入门篇(三):Spring Boot属性配置

    该篇为Sping Boot入门到实战系列入门篇的第三篇.介绍Spring Boot的属性配置.   传统的Spring Web应用自定义属性一般是通过添加一个demo.properties配置文件(文 ...

  9. Sping Boot入门到实战之入门篇(二):第一个Spring Boot应用

    该篇为Spring Boot入门到实战系列入门篇的第二篇.介绍创建Spring Boot应用的几种方法. Spring Boot应用可以通过如下三种方法创建: 通过 https://start.spr ...

随机推荐

  1. lesson - 1 笔记 网络连接 /putty 密钥登陆

    ---笔记 一.网络连接配置 1. 查看电脑ip 地址: ifconfig -a  2. 自动获取ip 地址: dhclient   默认BOOTPROTO=dhcp  和真机同一网段 3. 手动配置 ...

  2. MyBatis小抄

    持续更新中. Every MyBatis application centers around an instance of SqlSessionFactory A cleaner approch t ...

  3. NIO中的易筋经

    匠心零度 转载请注明原创出处,谢谢! 前言 <易筋经>.天下武功出少林,而易筋经是少林寺的镇寺之宝.学好了易筋经就可以轻易地学好其它武功,只不过很少人学到了它的全部精髓.游坦之只是碰巧学了 ...

  4. 前端之JavaScript--基础

    JavaScript 独立的语言,浏览器具有js解释器 一. JavaScript代码存在形式: - Head中 <script> //javascript代码 alert(123); & ...

  5. Windows上Python2与Python3共存

    首先安装好python2与python3版本 因为安装顺序的不同,所以系统默认的版本也不同.如果先安装的是python,那么系统默认的就是python2 如果根据需求需要使用不同的版本,可以使用py命 ...

  6. ubuntu更换阿里源

    网上应该可以找到很多关于ubuntu源的设置方法,但是如果不搞清楚就随便设置的话,不仅不能起到应有的效果,还会由于一些问题导致apt不可用. 最正确的更换源的方法应该如系统提示的: ## a.) ad ...

  7. sql server 权限

    -----是否存在有效的登录账号:是否被禁用,sql login还有:密码是否过期,是否被锁定 select is_disabled, loginproperty(name,'Isexpired') ...

  8. 一图看懂java内存模型

    熟话说一张好图胜过千言万语,在此便将java内存模型重新整理了一次,将细节标注到图中献给需要的同学:

  9. Python新式类与经典类的区别

    1.新式类与经典类 在Python 2及以前的版本中,由任意内置类型派生出的类(只要一个内置类型位于类树的某个位置),都属于“新式类”,都会获得所有“新式类”的特性:反之,即不由任意内置类型派生出的类 ...

  10. Python装饰器的解包装(unwrap)

    在Python 3.4 中,新增一个方法unwrap,用于将被装饰的函数,逐层进行解包装. inspect.unwrap(func, *, stop=None) unwrap方法接受两个参数:func ...