加速大量算术：深入研究PHP的GMP扩展

GMP对于在天然限制之外处理PHP的大整数是必不可少的。 1。GMP使用优化的C库启用任意精确的整数算术，这与本机整数溢出或基于字符串的本机整数不同。 2。使用GMP进行重型整数操作，例如阶乘，模块化指数和主要测试；使用BCMATH进行小数精度。 3。实际示例包括计算100！准确地说，密码学和概率质量检查的快速模块化凸起。 4。性能提示：最小化字符串转换，使用GMP-native功能并管理大量的内存。 5。常见的陷阱包括假设所有功能返回GMP对象，无效的字符串输入，某些环境中的线程不安全以及在共享主机上禁用GMP。 6。始终使用Extension_Loaded或function_Exists检查生产中的GMP可用性，以防止运行时故障。 GMP是无与伦比的PHP高性能大型数学的无与伦比的，对于加密，科学或数字理论应用来说是必不可少的。

当与PHP中的大整数打交道时（超过平台的本机整数极限（例如64位或32位））时标准算术操作不足。这是PHP的GMP（GNU多精度）扩展的地方。 GMP专为高性能任意过度算术而设计，使开发人员能够有效，准确地进行大量计算。

与PHP的内置整数类型不同，它可以包裹或转换为浮子（丢失精度），GMP使用了使用引擎盖下的优化的C库来处理几乎任何尺寸的整数。如果您使用密码学，科学计算或大型数学，那么理解GMP至关重要。

GMP扩展是什么？

PHP中的GMP扩展是GNU MP库周围的包装器，GNU MP库是任意精神算术的最快库之一。它不仅支持整数，还支持有理数和浮点数（尽管PHP的扩展主要揭示了整数功能）。

要使用GMP，必须在PHP安装中启用扩展名（通常在Linux Systems上默认可用；可能需要在Windows上手动安装）。您可以通过以下方式检查其可用性

if（extension_loaded（'gmp'））{
    Echo“ GMP可用！”；
}

GMP值表示为GMP对象（以PHP 5.6）或资源（较旧版本）表示，并且扩展名提供了诸如gmp_add ， gmp_mul ， gmp_pow等功能套件。

为什么要使用GMP代替BCMATH或本地整数？

PHP提供了处理大量数字的几种方法：

• 天然整数：快速，但仅限于平台依赖性尺寸（通常为±2^63）。
• BCMATH ：任意精度，基于字符串的，可读的，但较慢。
• GMP ：任意精度，针对大整数数学进行了优化，比BCMATH快于重型操作。

这是一个快速比较：

？使用GMP时：您正在进行大整数数学（例如，阶乘，模块化指数，质量检查）。

？使用BCMATH时：您需要十进制精度（例如，财务计算）。

实际示例：GMP行动

让我们看看GMP本地处理PHP无法处理什么。

1。计算大阶乘

功能GMP_FACTOIRAIR（$ n）{
    $ result = gmp_init（1）;
    对于（$ i = 2; $ i <= $ n; $ i）{
        $ result = gmp_mul（$ result，$ i）;
    }
    返回GMP_STRVAL（$ result）;
}

Echo GMP_Factorial（100）; //输出100！ -  158位数字

使用本机整数进行此操作将立即溢出。甚至BCMATH在这里也会更慢。

2。模块化凸起（用于密码学）

 //有效地计算（base^exp）％mod
$ base =“ 2”;
$ exp =“ 12345”;
$ mod =“ 100000007”;

$结果= GMP_POWM（$ base，$ exp，$ mod）;
echo gmp_strval（$ result）;

gmp_powm使用快速的凸起算法 - 针对RSA型操作至关重要。

3。素数测试

if（gmp_prob_prime（gmp_init（“ 982451653”）））{
    Echo“可能是Prime！”；
}

GMP包括概率原始测试（Miller-Rabin），即使100位数字也快速燃烧。

使用GMP时的性能提示

尽管GMP很快，但滥用仍然可以放慢速度：

• 避免不必要的转换：将值尽可能长时间保持为GMP对象。除非必要，否则请勿转换为琴弦，然后返回。
• 更喜欢GMP-NATICATION功能：使用gmp_add ， gmp_mul等，而不是试图归还给整数。
• 注意记忆：极大的数字消耗记忆。对于批处理操作，请考虑垃圾收集提示。

有效链接的示例：

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

这避免了中间的字符串转换并利用内部优化。

常见的陷阱和陷阱

• 并非所有功能返回GMP对象：大多数都可以，但请始终检查返回类型。
• 字符串输入必须是有效的整数： gmp_init("abc")不会立即丢弃错误，但可能会稍后引起问题。
• 在某些环境中，GMP不是线程的安全：罕见，但值得在长期运行的守护程序或SAPIS（如Apache）和线程中注意到。
• 默认情况下某些主机禁用：共享托管通常出于安全性或尺寸原因而禁用GMP。

始终验证生产工具中的GMP可用性：

 if（！function_exists（'gmp_init'））{
    DIE（“需要GMP扩展”。）；
}

最后的想法

对于推动整数算术限制的应用程序（透明学工具，组合学，数字理论探索） ，PHP的GMP扩展在性能和能力上是无与伦比的。尽管BCMATH对于十进制数学更容易接近，但GMP是高效，大型操作的首选。

并非总是需要它，但是当您撞到整数溢出或慢数数学的墙壁时，GMP以优雅和速度去除瓶颈。

基本上，如果您在PHP中进行认真的数学，GMP不仅有用，这是必不可少的。

以上是加速大量算术：深入研究PHP的GMP扩展的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！