Programowanie w systemie UNIX/FLINT

FLINT = Fast Library for Number Theory

Instalacja

zależności

• GNU Make
• LaTeX dla dokumentacji
  • texlive-full
  • texlive-latex-extra
• pthreads
• GMP
• MPFR

git

Instalujemy wersję rozwojową

 git clone git://github.com/wbhart/flint2.git flint2
 cd flint2
 make
 make check
 sudo make install

Sprawdzamy:

 ~/flint2$  git branch
 * trunk

uaktualniamy

 git pull

doc

 ~/flint2$ cd doc/latex
 make

apt

 sudo apt-get install libflint-dev # nie testowane

lokalizacja bibliotek

 sudo updatedb
 locate libflint

przykładowy wynik:

/home/a/flint2/libflint.a
/home/a/flint2/libflint.so
/home/a/flint2/libflint.so.13
/home/a/flint2/libflint.so.13.5.2
/usr/local/lib/libflint.a
/usr/local/lib/libflint.so
/usr/local/lib/libflint.so.13
/usr/local/lib/libflint.so.13.5.2

biblioteka jest zainstalowana w:

 /usr/local/lib/

lokalizacja plików nagłówkowych

 locate flint.h

Przykładowy wynik:

  ~/flint2/flint.h
 /usr/local/include/flint/flint.h

Ścieżka wyszukiwania bibliotek

 echo $LD_LIBRARY_PATH

ustawiamy (czasowo):

 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib/

lub na stałe przez wpis (jako root) w pliku

 /etc/ld.so.conf.d/*.conf

Typy

• całkowite
  • slong = (ang. signed long) zamiast long lub long long (w celu przenośności = niezależności od platformy sprzętowej)
  • ulong = (ang. unsigned long) ulong lub ulong long (w celu przenośności = niezależności od platformy sprzętowej)
  • fmpz_t = typ całkowity o dowolnej precyzji
• wektorowe
  • fmpz vec = typ wektorowy całkowity. Dla wektora liczb całkowitych o dowolnej precyzji
• rzeczywiste
  • fmpq_t = typ rzeczywisty (rational numbers) jako ułamki liczb całkowitych o dowolnej precyzji

  flint_printf("%wu", d); /* print ulong */
  flint_printf("%wd", d); /* print slong */

Przykłady

Pierwszy program

/*
  gcc f.c -lflint -lgmp -lmpfr  -lpthread -Wall
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib/
*/
#include <gmp.h>
#include <mpfr.h>
#include <flint/flint.h>
int main ( void )
{
   flint_printf (" MPFR-%s \n GMP-%s \n Flint-%s\n", mpfr_version, gmp_version, FLINT_VERSION );
  return 0;
}

Przykładowy wynik:

 MPFR-3.1.5 
 GMP-6.1.1 
 Flint-2.5.2

liczby całkowite

/*
  gcc c.c -lflint -lgmp -lmpfr  -lpthread -Wall
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib/
*/
#include <gmp.h>
#include <mpfr.h>
#include <flint/flint.h>
#include <flint/fmpz.h>


int main ( void )
{

  
  fmpz_t x , y ;
  // init 
  fmpz_init ( x ) ;
  fmpz_init ( y ) ;
  // set
  fmpz_set_ui (x , 7) ;
  fmpz_mul (y , x , x ) ;

  

  // print
  fmpz_print ( x ) ;
  flint_printf ( " ^2 = " ) ;
  fmpz_print ( y ) ;
  flint_printf ( " \n" ) ;
  flint_printf (" MPFR-%s \n GMP-%s \n Flint-%s\n", mpfr_version, gmp_version, FLINT_VERSION );
  // clear
  fmpz_clear ( x ) ;
  fmpz_clear ( y ) ;
  
  
  
  return 0;
}

Wynik :

gcc c.c -lflint -lgmp -lmpfr  -lpthread -Wall
./a.out
7 ^2 = 49 
 MPFR-3.1.5 
 GMP-6.1.1 
 Flint-2.5.2

primegen

Program wyświetla lub liczy liczby pierwsze mniejsze niż podana liczba.

Jest to przykładowy program z biblioteki flint. Kod źródłowy znajduje się w pliku:

 ~/flint2/examples/primegen.c

skompilowana wersja :

 ~/flint2/build/examples/primegen

Możemy samodzielnie skompilować program po wprowadzeniu kilku zmian :

/*
    Copyright (C) 2012 Fredrik Johansson

    This file is part of FLINT.

    FLINT is free software: you can redistribute it and/or modify it under
    the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
    by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
    (at your option) any later version.  See <http://www.gnu.org/licenses/>.

gcc primegen.c -lflint -lgmp -lmpfr  -lpthread -Wall
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib/
*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <flint/flint.h>  // change
#include <flint/ulong_extras.h> // change

int main(int argc, char* argv[])
{
    n_primes_t iter;
    mp_limb_t p, N;

    if (argc < 2)
    {
        flint_printf("primegen N - print all primes <= N\n");
        flint_printf("primegen -c N - generate the primes but just count them\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    N = strtoul(argv[argc-1], NULL, 10);
    if (N == UWORD_MAX)
    {
        flint_printf("N must be smaller than %wu\n", UWORD_MAX);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    if (argc == 3)
    {
        ulong count = 0;
        n_primes_init(iter);
        while ((p = n_primes_next(iter)) <= N)
            count++;
        n_primes_clear(iter);
        flint_printf("pi(%wu) = %wu\n", N, count);
    }
    else
    {
        n_primes_init(iter);
        while ((p = n_primes_next(iter)) <= N)
            flint_printf("%wu\n", p);
        n_primes_clear(iter);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

wynik:

./a.out
primegen N - print all primes <= N
primegen -c N - generate the primes but just count them


./a.out 100
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29
31
37
41
43
47
53
59
61
67
71
73
79
83
89
97

./a.out -c 100
pi(100) = 25

Pomoc

• plik pdf
  • http://flintlib.org/flint-dev.pdf
  • http://www.flintlib.org/flint-2.5.pdf
• grupy dyskusyjne Google
  • flint-devel
  • flint

video

• Video of the talk Parallel Computation in Number Theory (January 30, 2007) by William Hart
• Video of the talk FLINT and Fast Polynomial Arithmetic (June 13, 2007) By David Harvey
• Video of the talk A short talk on short division (October 1, 2007) by William Hart
• Video of the talk Algebraic Number Theory with FLINT (November 11, 2007) by William Hart