Rust数字处理库amplify_num的使用，高效数值计算与扩展功能库

amplify_num是一个为Rust语言添加更多数字类型的库，包括：

• 大数字类型（从u512到u4094）
• 小位数字类型（u1到u7）
• 自定义位大小数字（如u24、u48、u56）
• 完整的IEEE兼容浮点类型

这是Rust语言扩展库amplify的一部分。

最低支持的Rust编译器版本(MSRV): 1.61.0，使用Rust 2021版。

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add amplify_num

或者在Cargo.toml中添加：

amplify_num = "0.5.3"

示例代码

基本使用示例

use amplify_num::{u24, u48, u56};

fn main() {
    // 使用u24类型
    let num24 = u24::from(16777215); // u24的最大值
    println!("u24 max value: {}", num24);
    
    // 使用u48类型
    let num48 = u48::from(281474976710655u64); // u48的最大值
    println!("u48 max value: {}", num48);
    
    // 使用u56类型
    let num56 = u56::from(72057594037927935u64); // u56的最大值
    println!("u56 max value: {}", num56);
    
    // 基本运算
    let a = u24::from(1000);
    let b = u24::from(2000);
    let sum = a + b;
    println!("1000 + 2000 = {}", sum);
}

大数字类型示例

use amplify_num::u512;

fn main() {
    // 创建u512数字
    let huge_num = u512::from_str_radix("1234567890123456789012345678901234567890", 10).unwrap();
    println!("Huge number: {}", huge_num);
    
    // 大数运算
    let a = u512::from(10).pow(100); // 10^100
    let b = u512::from(5).pow(50);   // 5^50
    let product = a * b;
    println!("10^100 * 5^50 = {}", product);
}

小位数字类型示例

use amplify_num::{u3, u7};

fn main() {
    // u3类型 (0-7)
    let small_num = u3::from(5);
    println!("u3 value: {}", small_num);
    
    // u7类型 (0-127)
    let medium_num = u7::from(100);
    println!("u7 value: {}", medium_num);
    
    // 溢出检查
    match u3::checked_from(8) {
        Some(num) => println!("Success: {}", num),
        None => println!("Failed to convert 8 to u3 (max is 7)"),
    }
}

自定义浮点类型示例

use amplify_num::f16;

fn main() {
    // 创建半精度浮点数
    let half_float = f16::from_f32(3.14159);
    println!("PI as f16: {}", half_float.to_f32());
    
    // 浮点运算
    let a = f16::from_f32(1.5);
    let b = f16::from_f32(2.5);
    let sum = a + b;
    println!("1.5 + 2.5 = {}", sum.to_f32());
}

完整示例demo

以下是一个综合使用amplify_num库各种功能的完整示例：

use amplify_num::{u24, u512, u3, f16};

fn main() {
    println!("=== amplify_num 综合示例 ===");
    
    // 1. 使用u24类型进行位运算
    let mask = u24::from(0xFF00FF);
    let value = u24::from(0xABCDEF);
    let result = value & mask;
    println!("位运算: 0x{:X} & 0x{:X} = 0x{:X}", value, mask, result);
    
    // 2. 大数运算
    let big_num1 = u512::from(2).pow(256) - u512::from(1);
    let big_num2 = u512::from_str_radix("115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913129639935", 10).unwrap();
    println!("大数比较: 2^256-1 == 最大256位数? {}", big_num1 == big_num2);
    
    // 3. 小位数类型使用
    let mut counter = u3::from(0);
    println!("u3计数器初始值: {}", counter);
    for _ in 0..10 {
        counter = counter.wrapping_add(u3::from(1));
        println!("计数: {}", counter);
    }
    
    // 4. 浮点类型转换和运算
    let float1 = f16::from_f32(123.456);
    let float2 = f16::from_f32(789.012);
    let float_result = float1 * float2;
    println!("浮点运算: {} * {} = {}", 
        float1.to_f32(), 
        float2.to_f32(), 
        float_result.to_f32());
    
    // 5. 类型转换和错误处理
    match u3::checked_from(10) {
        Ok(num) => println!("成功转换为u3: {}", num),
        Err(_) => println!("无法将10转换为u3类型"),
    }
    
    println!("=== 示例结束 ===");
}

这个综合示例展示了：

1. 使用u24类型进行位运算
2. 大数(u512)的创建和比较
3. 小位数(u3)类型的循环计数和溢出处理
4. 半精度浮点数(f16)的运算
5. 类型安全转换的错误处理

要运行此示例，只需将代码复制到main.rs文件中，并确保Cargo.toml中已添加amplify_num依赖。