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Kompositionelle numerische Bibliothek

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Die Kompositionelle Numeric Library (CNL) ist eine C ++-Bibliothek mit numerischen Klassen mit fester Präzision, die Ganzzahlen für sicherere, einfachere, billigere arithmetische Typen verbessert. Dokumentation finden Sie hier. Hier können Sie CNL auf Compiler Explorer ausprobieren.

CNL ist besonders gut geeignet zu:

Berechnung oder energiebezogene Umgebungen, in denen FPUs fehlen oder kostspielig sind;
Berechnung oder energieintensive Umgebungen, in denen Arithmetik der Engpass wie Simulationen, Anwendungen für maschinelles Lernen und DSPs ist; Und
Domänen wie Finanzen, bei denen Präzision unerlässlich ist.

Anforderungen

Die neueste Version von CNL erfordert eine C ++ 20-kompatible Werkzeugkette. (Version 1.x unterstützt C ++ 11.) CNL wird kontinuierlich auf den folgenden Systemen getestet:

Linux

Getestet:

GCC 10, 11, 12
Klang 10, 11, 12, 13, 14
libstdc ++ 10, 11, 12
libc ++ 13, 14
CMake 3.23.1
Conan 1.48.1

Os x

Getestet:

GCC 11 / Clang 13
CMake 3.23.1
Conan 1.48.1

Fenster

Getestet:

Visual Studio 2019 Version 16 (19.29.30145.0)
Visual Studio 2022 Version 17 (19.32.31329.0)
CMake 3.23.1
Conan 1.48.1

Anweisungen

Bauen

CMAKE -Skripte werden bereitgestellt.

So erstellen und installieren Sie CNL in Ihrem System:

mkdir build && cd build
cmake ..
cmake --build . --target install

Hinweis: Möglicherweise benötigen Sie Benutzerrechte, um die Bibliothek zu installieren. Alternativ können Sie mit CMAKE_INSTALL_PREFIX im Benutzerverzeichnis installieren:

mkdir build && cd build
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX:FILE=/home/username/someplace ..
cmake --build . --target install

Alternativ ist CNL eine Nur-Header-Bibliothek, sodass Sie einfach auf das inklusive Verzeichnis verweisen können

c++ -isystem /path/to/cnl/include -std=c++20 my_program.cpp

oder sogar den Root -Header direkt in Ihren Code eingeben:

# include " /path/to/cnl/include/cnl/all.h "

Prüfen

Die Testsuite verwendet CMake und hängt von Google Test und Google Benchmark ab. Optionale Integrationstests Verwenden Sie Boost.multipRecision.

Conan kann verwendet werden, um wesentliche Abhängigkeiten zu ziehen. In diesem Beispiel wird GCC vorausgesetzt, aber andere Tool -Kettendateien werden bereitgestellt:

 cd build
conan profile new --detect --force default
conan profile update settings.compiler.libcxx=libstdc++11 default  # GCC/Clang only
conan profile update env.CONAN_CMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../test/toolchain/gcc.cmake default # GCC only
conan install --build=missing --options test=unit ..

... und dann konfigurieren, erstellen und führen Sie Unit -Tests aus:

conan build --configure --build --test ..

Um Benchmarks auszuführen, verwenden Sie --options test=benchmark ...
```
conan install --build=missing --options test=benchmark ..
```
Dann konfigurieren und bauen
```
conan build --configure --build ..
```
und schließlich ausdrücklich ausführen, um die Ergebnisse zu sehen.
```
./test/benchmark/test-benchmark
```

Integration

Die API wird durch Header im Include -Verzeichnis freigelegt. Fügen Sie dies Ihrer System -Header -Liste hinzu und geben Sie, z. B. ein.

 // to use a specific type:
# include < cnl/scaled_integer.h >

// or to include all CNL types:
# include < cnl/all.h >

Beispielprojekte

Beispiele für Projekte mit CNL:

CDSP - Kompositionelle DSP -Bibliothek für C ++;
Brewblox Firmware - Firmware für einen Brauereicontroller
CNL_Example - Minimales CMake -basiertes Projekt, das CNL als Abhängigkeit verwendet.

Weitere Lesen

CNL -Dokumentation
CPPCON 2017 Präsentation
Eingebetteter Kunstartikel
ISO C ++: Papiere:
- P0037 - Realzahlen fester Punkt
- P0554 - Zusammensetzung der arithmetischen Typen
- P0827 - Allzwecker Konstantwerttyp
- P0828 - Elastische Ganzzahlen
- P1050 - fraktionaler numerischer Typ

Alternativen

Ein Großteil der Einfachheit und Effizienz des API -Designs von CNL kann auf die FP Fect Point Library von Matheus Izvekov zurückgeführt werden.
Zusammen mit Lawrence Crowls Festpunktpapier P0106 legt es den Grundstein für die von ganzzahl unterstützte reelle Zahlennäherung, die den Leistungsverlust und -präzision minimiert.
FPM ist eine Mathematikbibliothek mit festem Punkt mit einer hohen Menge an mathematischen Funktionen.
Die Fixpunktklasse ist eine Einzelhaupt-C ++ 98-Lösung von Peter Schetzle.