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#gmp #rational-numbers #bignum #complex-numbers #ffi #numeric

sys no-std gmp-mpfr-sys

Rust 对 GMP、MPFR 和 MPC 的 FFI 绑定

由 Trevor Spiteri 维护。

54 个稳定版本

1.6.4 2024 年 6 月 5 日
1.6.2 2024 年 1 月 20 日
1.6.1 2023 年 8 月 23 日
1.6.0 2023 年 7 月 30 日
0.6.0 2017 年 2 月 6 日

391 在 数学 中排名

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用于 74 个 Crates（直接使用 19 个）

LGPL-3.0+

17MB
432K SLoC

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包含（autotools 混淆代码，1MB） gmp-6.3.0-c/configure，（autotools 混淆代码，635KB） mpfr-4.2.1-c/configure，（autotools 混淆代码，480KB） mpc-1.3.1-c/configure，（obscure autoconf code，145KB） gmp-6.3.0-c/configure.ac，（obscure autoconf code，36KB） mpfr-4.2.1-c/configure.ac，（obscure autoconf code，8KB） mpc-1.3.1-c/configure.ac）

Rust 对 GMP、MPFR 和 MPC 的低级绑定

gmp-mpfr-sys crate 为以下 GNU 高精度库提供了 Rust FFI 绑定

  • GMP 用于整数和有理数，
  • MPFR 用于浮点数，以及
  • MPC 用于复数。

三个库的源代码包含在包中。

gmp-mpfr-sys crate 是自由软件：您可以在自由软件基金会发布的 GNU 较小通用公共许可证的条款下重新分发和/或修改它，许可证版本为 3 或（根据您的选择）任何后续版本。有关详细信息，请参阅 GNU LGPL 和 GNU GPL 的完整文本。

新增功能

版本 1.6.4 新功能（2024-06-05）

  • 意外地从 GNU 库的文档中删除了许可头文件（问题 34）。

版本 1.6.3 新功能（2024-05-30）

  • 使用 MinGW 进行交叉编译时，使用 GMP 理解的主机（合并请求 5）。

版本 1.6.2 新功能（2024-01-20）

  • 错误修复：使用系统库时，某些情况下构建会失败（问题 32）。

版本 1.6.1 新功能（2023-08-23）

  • MPFR 从版本 4.2.0-p12 更新到 4.2.1。

版本 1.6.0 新闻（2023-07-30）

  • GMP 从版本 6.2.1 更新到 6.3.0。
  • MPFR 从版本 4.2.0-p9 更新到 4.2.0-p12。

其他版本

其他版本的详细信息可以在 RELEASES.md 中找到。

基本功能

该软件包包含三个模块

  • gmp 提供了对 GMP 的外部 FFI 绑定。
  • mpfr 提供了对 MPFR 的外部 FFI 绑定。
  • mpc 提供了对 MPC 的外部 FFI 绑定。

本软件包发布提供的版本是 GMP 版本 6.3.0，MPFR 版本 4.2.1，以及 MPC 版本 1.3.1。

如果您需要一个高级 API，请考虑使用 Rug，这是一个提供任意精度整数和浮点数的软件包，具有正确的舍入。

  • Integer 是一个任意精度的 big number 整数。
  • Rational 是一个任意精度的 big number 有理数。
  • Float 是一个正确舍入的多精度浮点数。
  • Complex 是一个正确舍入的多精度复数。

名称前缀

由于模块和枚举类型提供了命名空间，C 名称中的大多数前缀都被移除。然而，当前缀不是整个单词时，它不会被移除。例如 mp_set_memory_functions 变为 gmp::set_memory_functions，但 mpz_init 变为 gmp::mpz_init 而不是 gmp::z_init，并且 MPFR_RNDN 在 enum MPFR_RND_T 变为 mpfr::rnd_t::RNDN 而不是 mpfr::rnd_t::N。此外，类型 mpfr::mpfr_t 和 mpc::mpc_t 不 缩短为 mpfr::t 或 mpc::t。

类型

与C库不同，类型 gmp::mpz_t、gmp::mpq_t、gmp::mpf_t、gmp::randstate_t、mpfr::mpfr_t 和 mpc::mpc_t 都被直接定义为结构体，而不是单元素数组。

未记录或过时的函数

这些绑定不包含未记录或过时的函数和宏。

使用 gmp-mpfr-sys

gmp-mpfr-sys 包可在 crates.io 上找到。要在您的包中使用 gmp-mpfr-sys，请在 Cargo.toml 中将其添加为依赖项

[dependencies]
gmp-mpfr-sys = "1.6"

此包需要 rustc 版本 1.65.0 或更高版本。

如果C库有主要版本号的提升，并删除了一些已弃用的函数，但Rust绑定中没有删除功能，那么gmp-mpfr-sys将进行小版本号的提升而不是大版本号的提升。这允许在那些使用Rust绑定但不直接使用C库的包之间有更高的兼容性。

另一方面，如果依赖的包使用了内部实现细节，或者包含了一个直接使用使用C构建的头文件（.h）和库文件（.a），则最好使用版本 "~1.6" 而不是版本 "1.6" 作为依赖，以确保在C级别上也有向后兼容性。

可选功能

gmp-mpfr-sys 包有两个可选功能

  1. mpfr，默认启用。包括MPFR库所必需。
  2. mpc，默认启用。包括MPC库所必需。此功能需要mpfr功能。

GMP库始终包括在内。

两个可选功能默认启用；要选择性地使用功能，您可以将依赖项添加到 Cargo.toml 中，如下所示

[dependencies.gmp-mpfr-sys]
version = "1.6"
default-features = false
features = ["mpfr"]

这里只选择了mpfr功能。

实验性可选功能

如果删除实验性功能，则不会被视为破坏性更改。然而，删除实验性功能将需要小版本号的提升。

实验性功能可能也不适用于所有平台。

有三个实验性功能

  1. use-system-libs，默认禁用。使用此功能，将使用GMP、MPFR和MPC的系统库（如果已启用），而不是从源代码构建它们。系统库的主版本号必须等于包提供的版本，系统库的次版本号必须大于或等于包提供的版本。对于修补版本没有限制。
  2. force-cross，默认禁用。如果没有此功能，检测到交叉编译时构建将失败，因为交叉编译未经过测试或不受支持，可能导致难以调试的静默错误，特别是如果这个包是间接依赖项。作为例外，从x86_64编译到i686不需要此功能。（在MinGW上编译没有这个例外，因为MinGW不支持从64位到32位的交叉编译。）
  3. c-no-tests，默认禁用。使用此功能将跳过C库的测试。不建议这样做；GMP源代码误编译的风险相当高。如果确实误编译，测试很可能触发由编译器引入的错误。

元数据

gmp-mpfr-sys包将一些元数据传递给其依赖项

  1. DEP_GMP_LIMB_BITS包含每根数位的位数，为32或64。
  2. DEP_GMP_OUT_DIR包含一个目录的路径，该目录包含两个子目录：第一个子目录命名为lib，包含生成的库（.a）文件，第二个子目录命名为include，包含相应的头文件（.h）。
  3. DEP_GMP_LIB_DIR包含DEP_GMP_OUT_DIR目录的lib子目录的路径。
  4. DEP_GMP_INCLUDE_DIR包含DEP_GMP_OUT_DIR目录的include子目录的路径。

依赖项包可以在其构建脚本中使用这些环境变量。

在GNU/Linux上构建

警告：构建系统不支持在包含空格的路径上构建。

要在GNU/Linux上构建，只需确保您的系统已安装diffutils、gcc、m4和make。例如，在Fedora上

sudo dnf install diffutils gcc m4 make

请注意，您可以通过安装clang并设置环境变量CC=clang来在构建crate之前使用Clang代替GCC。

在macOS上构建

警告：构建系统不支持在包含空格的路径上构建。

要在macOS上构建，您需要命令行开发工具。要安装它们，请在终端中运行以下命令

xcode-select --install

在Windows上构建

警告：构建系统不支持在包含空格的路径上构建。

您可以使用Rust GNU工具链和一个最新的MSYS2安装来在Windows上构建。以下是64位环境的某些步骤。（32位：32位环境的更改以如下注释的方式编写。）

安装MSYS2

  1. 使用安装程序安装MSYS2。

  2. 从开始菜单启动MSYS2 MinGW 64位终端。（32位：启动MSYS2 MinGW 32位终端。）

  3. 安装所需的工具。

    pacman -S pacman-mirrors
pacman -S diffutils m4 make mingw-w64-x86_64-gcc

    （32位：安装mingw-w64-i686-gcc代替mingw-w64-x86_64-gcc。）

然后，要构建依赖于此crate的crate

  1. 从开始菜单启动MSYS2 MinGW 64位终端。（32位：启动MSYS2 MinGW 32位终端。）

  2. 切换到crate目录。

  3. 使用cargo构建crate。

请注意，您可以通过安装mingw-w64-x86_64-clang（32位：mingw-w64-i686-clang）并设置环境变量CC=clang来在构建crate之前使用Clang代替GCC。

交叉编译

虽然可以进行一些交叉编译，但它们不是自动测试的，并且可能无法正常工作。接受改进交叉编译的合并请求。

对于实验性功能force-cross，必须启用交叉编译。有一种情况即使没有此功能也可以允许：当主机和目标之间的唯一区别是主机是x86_64，而目标是i686。

缓存已构建的C库

构建C库可能需要一些时间。为了节省编译时间，构建的库会按照以下方式缓存在用户的缓存目录中

  • 在GNU/Linux上：位于 $XDG_CACHE_HOME/gmp-mpfr-sys 或 $HOME/.cache/gmp-mpfr-sys
  • 在macOS上：位于 $HOME/Library/Caches/gmp-mpfr-sys
  • 在Windows上：位于 {FOLDERID_LocalAppData}\gmp-mpfr-sys

若要使用不同的目录，可以将环境变量 GMP_MPFR_SYS_CACHE 设置为所需的缓存目录。将 GMP_MPFR_SYS_CACHE 变量设置为空字符串或单个下划线（"_"）将禁用缓存。

依赖项