Performance Benchmarking: native Mathematik gegen BCMath gegen GMP

Verwenden Sie native Mathematik für schnelle, kleine Operationen in PHP_INT_MAX, wo der Präzisionsverlust kein Problem ist. 2. Verwenden Sie BCMath für genaue Dezimalarithmetik wie finanzielle Berechnungen, insbesondere wenn willkürliche Präzision und vorhersehbare Rundung erforderlich sind. 3. Verwenden Sie GMP für leistungsstarke große Ganzzahloperationen wie Kryptographie oder Kombinatorik, in denen Dezimalunterstützung nicht benötigt wird. Die native Mathematik ist am schnellsten, aber am wenigsten präzise.

Beim Umgang mit mathematischen Operationen in PHP, insbesondere mit solchen, die große Zahlen oder hohe Präzision betreffen, stehen Entwickler häufig vor der Wahl zwischen nativem Mathematik, BCMath und GMP. Jeder hat seine Stärken und Kompromisse in Bezug auf Leistung, Präzision und Benutzerfreundlichkeit. Hier ist ein praktischer Vergleich, der auf realer Nutzung und Benchmarking basiert.

1. native Mathematik (Standard -PHP -Operatoren)

Die native Mathematik von PHP verwendet integrierte Operatoren ( , - , * , / usw.) und arbeitet mit Ganzzahlen und schwimmenden Punktzahlen.

Profis:

• Die schnellste Leistung - Operationen werden direkt von der CPU abgeschlossen.
• Einfache Syntax - Keine Funktionsaufrufe erforderlich.
• Am besten für alltägliche Berechnungen innerhalb von Standardgrenzen.

Nachteile:

• Begrenzte Präzision - Floats sind IEEE 754 -Doppel (ca. 14–15 Dezimalstellen).
• Ganzzahlüberlauf auf 32-Bit-Systemen (oder wenn er PHP_INT_MAX überschreitet).
• Nicht für willkürliche Präzisions- oder Finanzberechnungen geeignet.

Beispiel:

 $ A = 123456789012345;
$ B = 987654321098765;
echo $ a $ b; // kann Präzision verlieren, wenn es über int/float -Grenzen hinausgeht

Leistung: ⚡️ Am schnellsten - normalerweise 2–5x schneller als BCMath oder GMP für Basic Ops.

2. Bcmath (Binärrechner Math)

BCMATH liefert ein beliebiges Präzisionsarithmetik unter Verwendung von String-basierten Berechnungen.

Profis:

• Willkürliche Präzision - behandelt Zahlen jeder Größe (nach Speicher begrenzt).
• Dezimalarithmetik - ideal für finanzielle Berechnungen.
• Vorhersehbares Rundungsverhalten.

Nachteile:

• Langsamer-String Parsing und Digital-by Digit Math.
• Ausführliche Syntax - z. B. bcadd($a, $b, 10) anstelle von $a $b .
• Alle Werte müssen Saiten sein; Einfach zu missbrauchen, wenn nicht vorsichtig.

Beispiel:

 $ result = bcadd ('12345678901234567890', '98765432109876543210', 0);

Leistung: ? Langsamer - in der Regel 5–10x langsamer als native Mathematik aufgrund von Saitenoperationen.

3. GMP (GNU Multiple Precision)

GMP ist ein C -Bibliothekswrapper für willkürliche Präzisionszahlen und rationale Zahlen.

Profis:

• Sehr schnell für große Ganzzahlen-optimierte Operationen auf C-Level.
• Unterstützt Ganzzahlen, Rationals und bitweise Operationen.
• Effizienter Speicherverbrauch für große Zahlen.

Nachteile:

• Griff nur Ganzzahlen und Rationale-keine native Dezimal-/Festpunktunterstützung.
• Benötigt GMP -Erweiterung (nicht immer verfügbar auf freigegebenen Hosts).
• Die Ergebnisse erfordern häufig Umwandlung in Strings für die Ausgabe.

Beispiel:

 $ a = gmp_init ('12345678901234567890');
$ b = gmp_init ('98765432109876543210');
$ sum = gmp_add ($ a, $ b);
echo gmp_strval ($ sum);

Leistung: ? Schnell für große Ganzzahlen - oft 2–4x schneller als BCMath, obwohl immer noch langsamer als die native Mathematik für kleine Zahlen.

Benchmark -Zusammenfassung (ungefähre relative Geschwindigkeit)

Hinweis: Die genauen Zahlen variieren je nach System, PHP -Version und Zahlengröße.

Wann kann man welches verwenden?

• Verwenden Sie native Mathematik, wenn:

  • Die Zahlen befinden sich innerhalb von PHP_INT_MAX und der Präzisionsverlust ist kein Problem.
  • Die Leistung ist kritisch und die Werte sind klein.

• Verwenden Sie BCMath, wenn:

  • Sie benötigen eine genaue Dezimalarithmetik (z. B. Geld).
  • Arbeiten in Umgebungen, in denen GMP nicht verfügbar ist.
  • Einfachheit und Präzision sind wichtiger als Geschwindigkeit.

• Verwenden Sie GMP, wenn:

  • Umgang mit sehr großen Ganzzahlen (z. B. Kryptographie, Kombinatorik).
  • Leistung mit großen Zahlen ist wichtig.
  • Sie verwenden bereits Ganzzahlen und benötigen keine Dezimalstellen.

Fazit

• Geschwindigkeit: nativ> GMP> BCMath
• Präzision: Bcmath ≈ GMP> Native
• Anwendungsfallanpassung: Hängt vom Datentyp und der Domäne ab.

Für die meisten hohen Präzisionsbedürfnisse ist BCMath für Dezimalstellen sicherer , während GMP mit großen Ganzzahlen auszeichnet . Native Mathematik sollte der Standard sein, es sei denn, Präzision oder Größe verlangt etwas anderes.

Wählen Sie im Grunde das richtige Instrument für den Job - die willkürliche Präzision nicht übereinstimmen, wo es nicht benötigt wird, sondern niemals die Korrektheit der Geschwindigkeit in finanziellen oder kryptografischen Kontexten opfern.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonPerformance Benchmarking: native Mathematik gegen BCMath gegen GMP. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!