重启大整数库 HugeCalc 的研发工作

Ickiverar

观望……
我的大数库就写完了加减乘除输入输出，之后就没写了。
取模和除法还是同一个函数……
如果要继续的话就要开始写数论算法，gcd，模幂什么的。
但懒。

gxqcn

大数库开发，繁琐而颇具技巧，对数学和计算机水平要求高，对硬件的要求也很高，要想达到上乘水平，并不容易。

从进大学起我就在琢磨这块，已近三十年了，
当前基本无需参考其它源码，可以很自然地写出相关代码，
只是工作量实在太大，为追求尽可能的高效，需要耗费极大的心力。

以天赋使命感，来挫败懈怠，克服懒惰，一天一点的雕琢，终会有大放光彩的那一天的。。。

liangbch

关于SIMD指令的使用，除了直接使用汇编指令外，还可以使用Intrinsic函数，请参阅zyl910的文章
跨平台使用Intrinsic函数范例1——使用SSE、AVX指令集 处理 单精度浮点数组求和（支持vc、gcc，兼容Windows、Linux、Mac）https://blog.csdn.net/zyl910/article/details/8100744

gxqcn

谢谢提供的参考资料！

我现在已在用这些头文件，见：x64 (amd64) intrinsics list

开发流程如下：
1、在 x86 平台下，验证技术，待完善后再向 x64 平台转移；
2、前期尽可能不写或少写汇编代码，先保证结果正确，再考虑效率问题；
3、汇编优化：所用指令集顾及用户 CPU 配置，低端尽可能够低，高端尽可能够新，以覆盖尽可能多的用户。

从现在开发的进度来看，先前计划略有变化：
1、继续提供 x86 版本，但接口全新改写；
2、待32位版本相对稳定后，再同步推出 x64 版本；
3、未来的 x86 与 x64 的接口文件几乎一致：因为整型用的是 intptr_t / uintptr_t，可无感切换。

mathematica

gxqcn 发表于 2020-2-25 17:19
谢谢提供的参考资料！

我现在已在用这些头文件，见：x64 (amd64) intrinsics list

重新写意味着啥？
提升功能？
写个ElGamal加密算法（这个相对来说比较简单，基于离散对数算法），
或者写个椭圆曲线分解质因数算法吧，
你重新写一下，估计只是提升一点点速度，
有那个时间折腾，还不如多写几个别的功能，比如我上面说的功能

https://baike.baidu.com/item/Elgamal/856288?fr=aladdin

wsc810

现在已有的数学软件已经很完备了，在大数运算方面。不知郭为什么还要自己写一套大数运算库

gxqcn

好吧，兼顾回答上述两位网友的问题。

1、重写意味着啥？
之前的 HugeCalc 是用 VC6.0 开发的，
随着业界 C++ 标准不断升级完善，之前 DLL 配套对应的 .LIB 文件，已与最新的 C++ 二进制不兼容，
也就是说，新用户在新的开发环境下，已无法正常调用 HugeCalc（但纯 C 接口还是能正常调用的）。
重新开发，还意味着更合理的接口，更强的功能，更快的速度。
当然，还有可持续性开发的考虑，这个下面会继续说。

2、是否重新造轮子？
既然“现在已有的数学软件已经很完备了”，就没必要再开发了吗？非也！
你的每一次网络交易，可能都涉及一次加解密运算，难道要把庞大的 Mathematica 塞进每一部手机？
有关大整数的算法，尤其是最核心的大数乘法，以及密码学常用的模幂算法，在网络上一搜一大堆，
有大学的毕业论文，教授的职称论文，也有国家自然基金支持的项目，有的还提报成了专利。
中文的繁多，外文的也不少，难道都是在沙漠中找金子？大家都傻吗？
方兴未艾，热点频出，正好说明这里有很多富矿可挖掘啊，
当然，不少论文的水准，在我看来，确实是只能“呵呵”。。。

3、可持续性开发
一颗小苗可以茁壮成参天大树，但长时间缺乏浇灌，也会让它枯萎。
近十年里，我一直有意开发 64 位的大数算法库，
可惜 CPU 的发展一直不能令我满意，算法需要的指令集迟迟未能面世，
在静心等待的过程中，C++ 的标准倒是进行了几次大升级，
为了与未来快速衔接上，所以才决定重构 HugeCalc

4、兴趣使然
算法库，要想做到好用、高效，
都是需要很高的设计和技巧的，
而涉及到数论的，则要求更高。
本人正好对此有兴趣，可以潜心多年去完善它，
既然有兴趣，也略有此能力，何乐而不为？无计回报与否。

5、回报？
提到回报，就显“功利心”；但我感觉，最大的反而应该是“福报”。

之前对 HugeCalc 的开发表明，
(1)首先，有助于快速提升个人水平
本人作为一名非计算机、非数学科班出身的人员，
通过业余时间持续开发这套算法库，迅速补齐相关短板，甚至超出了一些专业人士的水平，
当前，我碰到问题，在脑海中能迅速构思出算法框架，细节上能具体到 CPU 执行的汇编指令。

(2)其次，能广交天下挚友
上面说的是内练，现在说的是外联，也就是走出去，与更多的人交流，并从中吸取营养。
通过对外发布自己的业余作品，就当是自己的业余爱好的“副产品”，
会迎来质疑、批评、惊叹或是否定，这些都不重要，
重要的从中结交朋友，相互切磋，或获得高人指点，或与高人过招的机会，这是千金难买的！
与我私下交流的，有清华北大的学生、教授，也有一些专职研究人员求合作等。
再比如这次，重启研发 HugeCalc 的帖子发出后，立即就得到数位好友的响应及相助！

(3)最后，可回馈社会
古之人，得志，泽加于民；不得志，修身见于世。穷则独善其身，达则兼济天下。
现 HugeCalc 虽为个人开发，实则借力于多方，
我只是将它们适当整合，再加上自己的一点小创造而已，
所以成果应与大众分享，
待时机成熟时，甚至考虑开源给世界。。。

gxqcn

两年前，即 2018 年初，我得了一场重病，病得非常重，那是一段灰色的日子，
在病房里，我甚至想到了，如果就此挂掉了，会有哪些遗憾？
对家人的遗憾自不必说，个人的抱负也不必说了，
最大的遗憾是：空有一个好算法，却未能公之与众！

之后，我辞职回家静养，思考人生；
再之后，与前同事、老同学创建公司（苏州谋迅智能科技有限公司），
公司主营数控系统开发，我负责核心的运动控制算法研究，
在这块上，我们国内与外界差距还是有些的，
但我相信，我们的算法并不逊色于那些上市的大公司，甚至优于他们！

mathematica

gxqcn 发表于 2020-2-27 10:45
两年前，即 2018 年初，我得了一场重病，病得非常重，那是一段灰色的日子，
在病房里，我甚至想到了，如果 ...

我好奇，mathematica软件也是重写的吗？
我感觉重写似乎很麻烦

gxqcn

即便大公司，必要时，也会重构的。
当然，重构的代价很大，但有时维护旧版的代价更大。
重构后，会有更好的架构，甩掉历史包袱，相当于版本的一次大升级。