Java 可变 BigInteger 类

Question

我正在使用 BigIntegers 进行计算，它使用一个调用 multiply() 大约 1000 亿次的循环，而从 BigInteger 创建的新对象使它变得非常慢。我希望有人已经编写或找到了一个 MutableBigInteger 类。我在 java.math 包中找到了 MutableBigInteger，但它是私有(private)的，当我将代码复制到一个新类中时，出现了很多错误，其中大部分我都不知道如何修复。

像 MutableBigInteger 这样允许就地修改值的 Java 类有哪些实现？

Answer 1

他们是否有任何特殊原因使您不能使用反射来访问该类？

我能够毫无问题地这样做，这是代码:

public static void main(String[] args) throws Exception {       
    Constructor<?> constructor = Class.forName("java.math.MutableBigInteger").getDeclaredConstructor(int.class);
    constructor.setAccessible(true);
    Object x = constructor.newInstance(new Integer(17));
    Object y = constructor.newInstance(new Integer(19));
    Constructor<?> constructor2 = Class.forName("java.math.MutableBigInteger").getDeclaredConstructor(x.getClass());
    constructor2.setAccessible(true);
    Object z = constructor.newInstance(new Integer(0));
    Object w = constructor.newInstance(new Integer(0));

    Method m = x.getClass().getDeclaredMethod("multiply", new Class[] { x.getClass(), x.getClass()});
    Method m2 = x.getClass().getDeclaredMethod("mul", new Class[] { int.class, x.getClass()});
    m.setAccessible(true);
    m2.setAccessible(true);

    // Slightly faster than BigInteger
    for (int i = 0; i < 200000; i++) {
        m.invoke(x, y, z);
        w = z;
        z = x;
        x = w;
    }

    // Significantly faster than BigInteger and the above loop
    for (int i = 0; i < 200000; i++) {
        m2.invoke(x, 19, x);
    }

    BigInteger n17 = new BigInteger("17");
    BigInteger n19 = new BigInteger("19");
    BigInteger bigX = n17;

    // Slowest
    for (int i = 0; i < 200000; i++) {
        bigX = bigX.multiply(n19);
    }
}

编辑: 我决定尝试更多，看来 java.math.MutableBigInteger 的行为并不完全符合您的预期。

当你乘法时，它的操作不同，当它在分配给自己时必须增加内部数组的大小时，它会抛出一个很好的异常。我想有些事情是可以预料的。相反，我必须交换对象，以便它始终将结果放入不同的 MutableBigInteger。经过几千次计算后，反射的开销变得可以忽略不计。 MutableBigInteger 确实最终领先并随着操作数量的增加提供越来越好的性能。如果您使用带有整数基元的“mul”函数作为要乘以的值，MutableBigInteger 的运行速度几乎比使用 BigInteger 快 10 倍。我想这真的归结为你需要乘以什么值(value)。无论哪种方式，如果您使用 MutableBigInteger 的反射运行此计算“1000 亿次”，它的运行速度都会比 BigInteger 快，因为内存分配“更少”并且它会缓存反射操作，从而消除反射的开销。