多数の算術を加速：PHPのGMP拡張に深く潜る

GMPは、ネイティブの制限を超えてPHPで大規模な整数を処理するために不可欠です。 1. GMPは、オーバーフローまたは弦ベースのBCMATHとは異なり、最適化されたCライブラリを使用して任意の前整形算術を可能にします。 2. Factials、Modular Exponentiation、Prime Testingなどの重い整数操作にGMPを使用します。 10進精度にはBCMATHを使用します。 3.実用的な例には、100の計算が含まれます！正確には、暗号化のための高速モジュラー指数、および確率的プライムチェック。 4。パフォーマンスのヒント：文字列変換を最小限に抑え、GMPネイティブ機能を使用し、多数のメモリを管理します。 5.一般的な落とし穴には、すべての関数がGMPオブジェクトを返すこと、無効な文字列入力、一部の環境でのスレッド非セーフティ、および共有ホストでGMPが無効になっていると仮定することが含まれます。 6. extension_loadedまたはfunction_existsを使用して、生産におけるGMPの可用性を常に確認して、ランタイムの障害を防ぎます。 GMPは、PHPの高性能ビッグインテガー数学に対して比類のないものであり、暗号化、科学的、または数理論的アプリケーションに不可欠です。

PHPの大規模な整数を扱う場合、プラットフォームのネイティブ整数制限（64ビットや32ビットなど）を超える数は、標準の算術演算が不足しています。これは、PHPのGMP（GNU Multiple Precision）拡張が機能する場所です。 GMPは、高性能の任意の前提条件の算術用に設計されており、開発者は非常に多くの数の計算を効率的かつ正確に実行できます。

GMPは、フロートの下で最適化されたCライブラリを使用して、実質的にあらゆるサイズの整数を処理する（正確な）フロートに包まれたり変換したりするPHPの内蔵整数タイプとは異なります。暗号化、科学的コンピューティング、または大量の数学を使用している場合、GMPの理解が不可欠です。

GMP拡張機能とは何ですか？

PHPのGMP拡張は、 GNU MPライブラリの周りのラッパーであり、任意の前提条件算術の最速ライブラリの1つです。整数だけでなく、合理的な数値と浮動小数点数もサポートします（ただし、PHPの拡張機能は主に整数機能を露出します）。

GMPを使用するには、PHPのインストールで拡張機能を有効にする必要があります（通常はLinuxシステムでデフォルトで使用できます。Windowsでの手動インストールが必要な場合があります）。あなたはその可用性を確認できます：

 if（extension_loaded（ 'gmp'））{
    エコー「GMPが利用可能です！」;
}

GMP値はGMPオブジェクト（PHP 5.6）またはリソース（古いバージョン）として表され、拡張機能はgmp_add 、 gmp_mul 、 gmp_powなどの関数スイートを提供します。

なぜBCMATHまたはネイティブ整数の代わりにGMPを使用するのですか？

PHPは、多数を処理するいくつかの方法を提供します。

• ネイティブ整数：高速ですが、プラットフォーム依存サイズに限定されています（通常は±2^63）。
• BCMATH ：任意の精度、文字列ベース、人間が読み取り可能ですが、遅い。
• GMP ：大規模な整数数学用に最適化された任意の精度。

これが簡単な比較です：

？ GMPを使用する場合：重い整数数学（例、要因、モジュラー指数、プライムチェック）を行っています。

？ BCMATHを使用して：10進精度（たとえば、財務計算）が必要です。

実用的な例：動作中のGMP

PHPがネイティブにできないものを処理するGMPを見てみましょう。

1。大規模な要因の計算

function gmp_factorial（$ n）{
    $ result = gmp_init（1）;
    for（$ i = 2; $ i <= $ n; $ i）{
        $ result = gmp_mul（$ result、$ i）;
    }
    return gmp_strval（$ result）;
}

Echo GMP_Factorial（100）; //出力100！ -  158桁の番号

ネイティブの整数でこれを行うと、すぐにオーバーフローします。ここでは、bcmathでさえ遅くなるでしょう。

2。モジュラー指数（暗号化に役立つ）

 // compute（base^exp）％modを効率的に
$ base = "2";
$ exp = "12345";
$ mod = "100000007";

$ result = gmp_powm（$ base、$ exp、$ mod）;
Echo GMP_STRVAL（$ result）;

gmp_powm 、RSAタイプの操作に批判的な高速指数アルゴリズムを使用します。

3。プライムナンバーテスト

if（gmp_prob_prime（gmp_init（ "982451653"）））{
    エコー「おそらくプライム！」;
}

GMPには、確率的プライマリティテスト（Miller-Rabin）が含まれています。

GMPを使用する際のパフォーマンスのヒント

GMPは高速ですが、誤用は物事を遅くすることができます：

• 不要な変換を避けてください：値をGMPとしてできるだけ長く維持します。必要でない限り、文字列に変換して戻ってはいけません。
• gmp-native機能を好む：整数にキャストしようとする代わりに、 gmp_add 、 gmp_mulなどを使用します。
• 記憶に注意してください：非常に多くの数が記憶を消費します。バッチ操作については、ごみ収集のヒントを検討してください。

効率的なチェーンの例：

 $ a = gmp_init（ '12345678901234567890'）;
$ b = gmp_init（ '98765432109876543210'）;
$ c = gmp_add（$ a、$ b）;
$ d = gmp_mul（$ c、 '2'）;
echo gmp_strval（$ d）;

これにより、中間文字列変換が回避され、内部の最適化が活用されます。

一般的な落とし穴とゴッチャ

• すべての関数がGMPオブジェクトを返すわけではありません：ほとんどの場合は、常に戻りタイプを確認してください。
• 文字列入力は有効な整数でなければなりません： gmp_init("abc")すぐにエラーをスローしませんが、後で問題を引き起こす可能性があります。
• GMPは、一部の環境ではスレッドセーフではありません。まれですが、スレッド付きのApacheのような長期にわたるデーモンやSAPIで注目に値します。
• 一部のホストではデフォルトで無効になっています：共有ホスティングは、多くの場合、セキュリティまたは規模の理由でGMPを無効にします。

生産ツールのGMPの可用性を常に検証します。

 if（！function_exists（ 'gmp_init'））{
    die（ 'GMP拡張が必要です。'）;
}

最終的な考え

整数算術の制限（クリプトグラフィックツール、組み合わせ、数の理論の探求）を押すアプリケーションの場合、PHPのGMP拡張はパフォーマンスと能力が比類のないものです。 BCMATHは10進数学にとってより親しみやすいものですが、GMPは効率的で大規模な整数操作のための人気です。

必ずしも必要なわけではありませんが、整数のオーバーフローや鈍い数学の壁に当たると、GMPはエレガンスとスピードでボトルネックを除去します。

基本的に、PHPで真剣な数学をしている場合、GMPは単なる役に立つだけではありません。それが不可欠です。

以上が多数の算術を加速：PHPのGMP拡張に深く潜るの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。