Windows下编译并使用64位GMP

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• • 2.1. gcc环境

1. 概述

gmp是一个开源的数学运算库，它可以用于任意精度的数学运算，包括有符号整数、有理数和浮点数，是进行大数运算比较好的选择。

需要说明的是，在windows环境下编译gmp库不是很容易的一件事情，如果可以的话，还是找一下已经编译好的库文件直接调用。gmp是c语言编写的库，在接口方面是比较稳定的，理论上是甚至能够做到跨语言调用。

2. 编译

2.1. gcc环境

gmp库只提供了一个makefile文件，这意味着需要gcc环境的支持。在windows下使用gcc就需要mingw了，但是mingw是支持32位编译的，如果要编译64位的话，就得使用mingw-w64了。mingw-w64是mingw的升级版本（mingw已经不更新了），能够编译64位和32位。但是，没错还有但是只有mingw-w64是没办法编译makefile文件的，单独的mingw-w64环境只能自己一个个编译链接源代码。编译makefile文件需要安装msys2，msys2可以在windows下搭建一个类linux环境，里面不仅集成了mingw-w64，还可以包括bash、vim、gcc、make等工具包。

所以知道这里面有多绕了吧？要编译gmp只需要下载msys2就行了，当初我可是把mingw、mingw-w64都下载尝试了一遍。当然使用msys2也是有坑的，msys2的工具包需要在线下载，地址在国外的工具包下载很慢，这个时候就需要更换国内数据源才行。其中的具体的安装过程可以参考文章结尾出的文献[1]，记得一定要安装gcc和make。

2.2. 编译过程

在msys2中配置好gcc和make工具包之后，启动工作目录下的msys2环境。在msys2安装目录下有msys2.exe和mingw64.exe两个启动入口，可以都试试，看是否支持make指令，理论上两者都是可以使用的：

启动msys2环境后，通过cd命令进入到gmp的源代码目录，依次输入如下指令：

./configure
make
make install

就可以编译出静态包，如果需要动态库，那么可以把第一条指令修改为：

./configure --disable-static --enable-shared

这里建议使用动态库。

3. 使用

3.1. 调用

另外一个头痛的问题就是mingw编译出来的静态库后缀名为.a，编译出来的动态库的导入库后缀名为.dll.a，而在windows下一般使用.lib的来作为静态库或者动态库的导入库。好在vs中是能够识别.a文件作为导入库的，像加载.lib一样加载dll.a即可：

#pragma comment(lib, "libgmp.dll.a")

注意使用动态库时，单独运行时可能会提示缺少dll，libgmp.dll还依赖了mingw中的一些运行时库，根据提示找到相应的dll即可。

3.2. 示例

在vs环境中设置好动态库环境，使用实例代码如下：

#include <iostream>

#include "gmp.h"

using namespace std;

int main()
{
    //计算2的1000次方
    {
        size_t a = 1;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            a *= 2;     
        }
        cout << "2^1000 = " << a << endl;
    }
    {
        mpz_t a, b, c, d;
        mpz_init(a);
        mpz_init(b);
        mpz_init(c);
        mpz_init(d);
        //计算2的1000次方
        mpz_init_set_ui(a, 2);
        mpz_pow_ui(c, a, 1000);
        gmp_printf("c = %zd\n", c);
    }

    //大数运算
    {
        mpz_t b, c, d;
        mpz_init(b);
        mpz_init(c);
        mpz_init(d);

        //计算12345678900987654321*98765432100123456789
        mpz_init_set_str(b, "12345678900987654321", 10);//10进制 
        mpz_init_set_str(c, "98765432100123456789", 10);
        mpz_mul(d, b, c);
        gmp_printf("d = %zd\n", d);

        mpz_clear(b);
        mpz_clear(c);
        mpz_clear(d);
    }
          
    return 0;
}

以上演示了使用大数幂运算和乘法运算的过程，运行结果如下：

最后附上我编译的gmp地址。

4. 参考

2. c/c++编译器gcc的windows版本mingw-w64安装教程
3. 如何在windows下编译gmp软件包