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Lamina-dev/LAMMP

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Lammp

Lamina的任意精度计算库。

提供类似GMP的任意精度计算能力,目前支持有符号整数。Lammp的目标是提供一个快速、可靠、可扩展的任意精度计算库,性能基本与GMP相当。

基本类型

  • 整数:有符号整数 lampz_t__struct_lampz一维数组的别名,该结构体指针内部存储大整数数组的头尾指针。数组默认采用64位整数。存储整数为其绝对值,负数通过使用负数的数组长度表示。

计算函数可以见于lampz.h中,该文件提供 C 接口。

编译

目前Lammp仅支持Windows平台,采用mingw编译器,使用CMake编译,目前暂不支持MSVC编译器,后续将支持。

快速开始

#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>

#include "../../include/lammp/lampz.h"

int main() {
    lampz_t z;
    __lampz_init(z); /* 初始化为 NAN 也即空 */
    // 请注意,初始化为空参与计算,将导致计算结果也为空,这是明确行为,而不是未定义行为。
    // 因此,请务必在使用其计算前注意是否为空。
    // 例如,使用 lampz_add_x(z, x); 若 x 为空,则结果也为空,z 的内部内存将会被安全释放,即 z 变为 NAN 空。
    // lampz_new(z); /* 申请 0 比特的内存,z 的数值将会设置为零,将会至少分配一个字长的空间 */
    // lampz_new(z, 1024); /* 申请 1024 比特的内存,z 的数值将会设置为零,无论空间有多大 */

    /* 小端序的字符串,0 为最低有效位 1 为第二位,以此类推 */
    /* 输入的字符将不会做任何检查,非法输入将导致未定义行为 */
    /* 支持2-36进制,但不支持负数,即输入和输出的字符串均为绝对值,此为明确行为,而不是未定义行为 */
    /* 注意:字符串长度不一定等于比特长度,请注意区分 */
    /* 大小写均可,但输出的字符串将会全部使用小写字母 */
    /* 对于十进制以上进制,将使用 a - z 作为字符,依次表示 10 - 35 */
    std::string str = "01237817927876726574923467362786482368238090123768293486732874";
    std::string str_copy(str.size(), '\0');
    std::copy(str.begin(), str.end(), str_copy.begin());
    std::reverse(str_copy.begin(), str_copy.end());
    std::cout << "computer " << str_copy << " + " << str_copy << " = " << std::endl;

    /* 字符串转化为 lampz 类型,z 可以为空,自动分配内存 */
    lampz_set_str(z, str.data(), str.size(), 10);

    /* 计算 z *= z */
    lampz_mul_x(z, z);
    // lampz_mul_xy(z, z, z); // 等价

    /* 输出 z 的字符串表示 */
    /* 注意:字符串缓冲区长度由函数lampz_to_str_len()返回 */
    /* 注意:此值请与你实际输出的进制一致  ↓  不一致可能导致缓冲区不足,而溢出 */
    std::string out(lampz_to_str_len(z, 10), '\0');
    lamp_sz out_len = lampz_to_str(out.data(), out.capacity(), z, 10);
    /* 十进制输出---------------------------------------------------^ */

    /* 输出字符串依然为小端序,但输出的字符为小写字母 */
    /* 输出结果(字符串低位即数字低位),所以反向输出字符串 */
    for (size_t i = out_len; i-- != 0;) {
        std::cout << out[i];
    }
    std::cout << std::endl;

    /* 释放内存,z 本身为栈空间内存,无需释放,内部存在数组指针,调用此函数释放 */
    /* 调用此函数后,z 变为 NAN 空,效果等价于 __lampz_init(z); 此后也可以继续使用 */
    /* 当然如果当 z 离开作用域时,请务必调用此函数释放内存 */
    lampz_free(z);
    return 0;
}

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Lamina的任意精度计算库

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