mpz_t的浅拷贝

Question

GMP提供了初始化和赋值mpz_t的方法。调用mpz_init_set(a, b)将会将b的内容赋值给a。然而，我认为这会对b执行深层复制。

在我的项目中，我需要处理长度为5,000,000的mpz_t数组（约占用640MB内存），而我使用的框架对这些类型执行各种赋值操作（我没有开发该框架，重写它也不是一个选项）。最近，我意识到在大多数赋值之后，b的值被清除了，因此深度复制一个已经可以像本来那样使用的值似乎不自然。然而，框架的接口不允许这样做（使用mpz_t的包装器），而且改变这一点需要很多工作（我仍然可以改变一些基本事情）。

我已经尝试过基于指向mpz_class的指针的解决方案，但出乎意料的是这并没有提高性能。实际上，它减慢了执行速度（虽然没有在巨大的数组上进行测试）。

我的问题是：我可以浅复制mpz_t吗？以下是示例。

class somewrapper
{
    mpz_t v;
    somewrapper(mpz_t x)    //constructor: probably performing deep copy here as well
    {
        // the following line performs a deep copy(?) on x
        // but x is not used. why not shallow copy it?
        mpz_init_set(v, x);
    }
    somefunction() { }
}

- James

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v=x; 是什么意思？ - Jannes Braet

@JannesBraet，这个问题已经很久了，但我认为在那个时候这种语法要么不可用，要么不被鼓励使用。 - James

听起来在C++11中，你可以使用mpz_class的移动赋值（如果你在之后清除rhs，你不想要一个浅拷贝，你想要传输资源）。 - Marc Glisse

Answer 1

考虑到mpz_t是在gmp.h中定义的结构体：

typedef struct
{
  int _mp_alloc;        /* Number of *limbs* allocated and pointed to by the _mp_d field.  */
  int _mp_size;         /* abs(_mp_size) is the number of limbs the last field points to.  If _mp_size is negative this is a negative number.  */
  mp_limb_t *_mp_d;     /* Pointer to the limbs.  */
} __mpz_struct;

// ... 

typedef __mpz_struct mpz_t[1];

GMP开发者将类型转换为大小为1的数组，因为这样可以简化将类型传递给函数，就像指针一样（详见这里进行了很好的解释）。

因此，您可以像这样制作mpz_t的浅拷贝：

class somewrapper
{
    mpz_t v;
    somewrapper(mpz_t x)    //constructor: for sure passing the reference
    {
        // the following line performs a shallow copy
        v->_mp_alloc = x->_mp_alloc;
        v->_mp_size = x->_mp_size;
        v->_mp_d = x->_mp_d;
    }
    somefunction() { }
}

但是需要注意的是，如果在删除浅拷贝之前删除原始的mpz，例如使用mpz_clear，那么mp_limb_t *_mp_d中的内容就会消失，浅拷贝中的指针也将不再有效，因此访问它可能会导致问题。

- Arc