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介绍

intl为一个大型整数模块，该模块允许对超过 C 语言标准数据类型限制的大整数进行操作。它提供了一个灵活的长整型表示，使用 16 位和 32 位段来存储。

现在主流的计算机系统中一般支持的最大整形数为 32bits 或者 64bits 的，其能满足在一般情况下的计算及存储，但是面对一些更大的数时候就会显得有心无力。 而intl模块作为额外的整型数扩充，采用了一致的存储机制，而且在使用起来也非常方便。提供以下的计算：

• 支持基本算术操作：加法、减法、乘法、除法和取模。
• 位运算：与、或、异或、非。
• 移位操作：左移和右移。
• 将字符串和标准整数转换为大整数的功能。
• 提供以十进制、十六进制和二进制格式输出大整数的函数。

intl 可以按需配置为 128bits、256bits、512bits、1024bits、2048bits、4096bits、8192bits，如果都还不满足，还提供了生成更大bits的函数来生成更大的配置。

接口

结构定义

intl

一个结构体，用于表示长整型整数，使用联合体以两种不同方式存储整数：

• 一个 uint16_t 类型的数组（16 位段）。
• 一个 uint32_t 类型的数组（32 位段）。

typedef struct {
    union {
        uint16_t u16[INTL_U16_PARTS];
        uint32_t u32[INTL_U32_PARTS];
    };
} intl;

定义函数

intl intl_from(const char *str);            // 
intl intl_from2(int value);                 //

intl提供了两种定义函数。

intl_from为从数字字符串中解析生成一个intl，支持解析十进制、二进制、八进制、十六进制字符串。
intl_from2为从int型中创建一个intl，此函数封装成更简短的宏定义方法intl()更贴近使用习惯，此方法执行效率更高。

两者的使用，当值在int的取值范围内时，推荐使用intl()方法，而当数值超越int的取值范围时或者需要不同进制进行定义时，就可以使用intl_from()方法。

同时，也可以使用常用值的宏定义INTL_MAX、INTL_MIN、INTL_ZERO。

例子：

static void test_define(void)
{
    intl a = intl(0);
    intl b = intl(10);
    intl c = intl(-10);
    intl d = intl(0xFF);

    intl e = intl_from("0");
    intl f = intl_from("100");
    intl g = intl_from("-100");
    intl h = intl_from("123456789123456789123456789");
    intl i = intl_from("0b1110000001111100101010100");
    intl j = intl_from("0o1236541236763210233642166");
    intl k = intl_from("0xF125E3F6D743648EEFFF12356");

    intl max = INTL_MAX;
    intl min = INTL_MIN;
    intl n0 = INTL_ZERO;
}

转换函数

const char* intl_sdec(intl a, char buffer[INTL_MAX_DEC]);
const char* intl_shex(intl a, char buffer[INTL_MAX_HEX]);
const char* intl_sbin(intl a, char buffer[INTL_MAX_BIN]);

此三个函数使用方法上是一致的，把a的值转换成十进制、十六进制、二进制到传入的buffer中，并返回有效位的buffer地址。

#define INTL_P_DEC                      0x01
#define INTL_P_BIN                      0x02
#define INTL_P_HEX                      0x04

static void print_intl(intl a, int type) 
{
    char buffer[INTL_MAX_BIN];
    if (type & INTL_P_DEC) printf("intl (decimal): %s\n", intl_sdec(a, buffer));
    if (type & INTL_P_HEX) printf("intl (hex): %s\n", intl_shex(a, buffer));
    if (type & INTL_P_BIN) printf("intl (bin): %s\n", intl_sbin(a, buffer));
}

static void test_print(void)
{
    intl a = intl_from("123456789123456789123456789");

    print_intl(a, INTL_P_DEC);
    print_intl(a, INTL_P_BIN);
    print_intl(a, INTL_P_HEX);
}

结果：

intl (decimal): 123456789123456789123456789
intl (bin): 110011000011110111111011111001011100011101100011001111101111100000001000101111100010101
intl (hex): 661EFDF2E3B19F7C045F15

运算函数

intl intl_add(intl a, intl b);              // a+b
intl intl_sub(intl a, intl b);              // a-b
intl intl_mul(intl a, intl b);              // a*b
intl intl_div(intl a, intl b);              // a/b
intl intl_mod(intl a, intl b);              // a%b
intl intl_and(intl a, intl b);              // a&b
intl intl_xor(intl a, intl b);              // a^b
intl intl_or(intl a, intl b);               // a|b
intl intl_shl(intl a, uint32_t amount);     // a<<amount
intl intl_shr(intl a, uint32_t amount);     // a>>amount
intl intl_not(intl a);                      // ~a
intl intl_abs(intl a);                      // |a|
intl intl_inc(intl a);                      // a++
intl intl_dec(intl a);                      // a--
intl intl_neg(intl a);                      // -a
int intl_cmp(intl a, intl b);               // a>b a<b a>=b a<=b
int intl_sign(intl a);                      // a>0 a<0 a==0

intl运算函数与类似符号运算一致。

使用例子：

static void test_calculate(void)
{
    intl a = intl_from("123456789123456789123456789");
    intl b = intl_from("987654321987654321987654321");

    printf("a: \r\n");
    print_intl(a, INTL_P_DEC);
    printf("b: \r\n");
    print_intl(b, INTL_P_DEC);

    printf("a + b: \r\n");
    print_intl(intl_add(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("a - b: \r\n");
    print_intl(intl_sub(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("a * b: \r\n");
    print_intl(intl_mul(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("b / a: \r\n");
    print_intl(intl_div(b, a), INTL_P_DEC);

    printf("b %% a: \r\n");
    print_intl(intl_mod(b, a), INTL_P_DEC);

    printf("a & b: \r\n");
    print_intl(intl_and(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("a | b: \r\n");
    print_intl(intl_or(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("a ^ b: \r\n");
    print_intl(intl_xor(a, b), INTL_P_DEC);

    printf("~a: \r\n");
    print_intl(intl_not(a), INTL_P_DEC);

    printf("a << 1: \r\n");
    print_intl(intl_shl(a, 1), INTL_P_DEC);

    printf("b >> 1: \r\n");
    print_intl(intl_shr(b, 1), INTL_P_DEC);

    printf("compare: %d\r\n", intl_cmp(a, b));

    printf("a incremented: \r\n");
    print_intl(intl_inc(a), INTL_P_DEC);

    printf("b decremented: \r\n");
    print_intl(intl_dec(b), INTL_P_DEC);
}

结果：

a:
intl (decimal): 123456789123456789123456789
b:
intl (decimal): 987654321987654321987654321
a + b:
intl (decimal): 1111111111111111111111111110
a - b:
intl (decimal): -864197532864197532864197532
a * b:
intl (decimal): 121932631356500531591068431581771069347203169112635269
b / a:
intl (decimal): 8
b % a:
intl (decimal): 9000000009000000009
a & b:
intl (decimal): 38793946662829560778723857
a | b:
intl (decimal): 1072317164448281550332387253
a ^ b:
intl (decimal): 1033523217785451989553663396
~a:
intl (decimal): -123456789123456789123456790
a << 1:
intl (decimal): 246913578246913578246913578
b >> 1:
intl (decimal): 493827160993827160993827160
compare: -1
a incremented:
intl (decimal): 123456789123456789123456790
b decremented:
intl (decimal): 987654321987654321987654320