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第一百三十七章 真正深入了解NBT-3

Minecraft指令手册 你好MC 3369 2024-07-09 15:29

  在上一章,我们讲完了NBT数据类型中数值类型中的整形形式。按照作者我归纳的:

  [字符]

  字符串(String)

  [数值]

  {整形}

  字节型(Byte:B)

  短整型(Short:S)

  整型(Int:I)

  长整型(Long:L)

  {浮点型(小数)}

  单精度浮点型(Float:F)

  双精度浮点型(Double:D)

  [数据]

  复合标签(Combr /ound)

  列表(List)

  [数组]

  字节型数组(Byte Array:[B])

  整型数组(Int Array:[I])

  长整型数组(Long Array:[L])

  接下来就应该是小数(浮点数)了。

  小数有两种数据类型,这两种类型我们都已经在之前的章节接触过,即:

  单精度浮点型(Float:F)

  双精度浮点型(Double:D)

  在第一百三十二章,作者就讲过单精度浮点型和双精度浮点型的占用空间,即:

  单精度浮点型——占用空间:32位(4字节)

  双精度浮点型——占用空间:64位(8字节)

  同时我也提了这两个类型的数值范围:

  单精度浮点型:-3.4×10³⁸~3.4×10³⁸

  双精度浮点型:-1.79769313486232×10³⁰⁸~1.79769313486232×10³⁰⁸

  经过了上一章的了解,我们已经知道同样是32位占用空间的Long长整形,它的数值范围达到了:

  -(2⁶³)~2⁶³-1

  即:-922'3372'0368'5477'5808~922'3372'0368'5477'5807

  但单精度浮点型却达到了:

  -340'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000~340'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000'0000(负三百四十涧至三百四十涧[注:一涧为万沟,一沟为万穰,一穰为万秭,一秭为万垓,一垓为万京])

  为什么在相同的存储空间下,Long长整形的数值范围才达到京的程度,而Float单精度浮点型的数值范围却已经达到了涧的程度了呢?这到底是人性的扭曲还是道德的沦丧?

  这还没完。我们知道,整数它规定一个最大范围,正负整数就都有其自己的最大值和最小值了。但小数不一样,你规定一个最大值,但它还可以无限增加它的小数位数,如:

  1.76×10⁻⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹⁹

  这数虽然很小,但小到小数位数就有999'9999'9999'9999将近千兆位了。如果要表示这串数字,光是4B的空间是绝对不够的。所以,浮点数数值类型也有其自己的小数位数最大值:

  单精度浮点型:45位小数位数

  双精度浮点型:45位小数位数

  看来小数位最大值都一样嘛。

  刚才我们提了两个问题:

  1.为什么在相同的空间下,Long长整形的数值范围才达到京的程度,而Float单精度浮点型的数值范围却已经达到了涧的程度了呢?

  2.这到底是人性的扭曲还是道德的沦丧?

  首先我们来解答第一个问题。

  其实,不管是什么浮点数,管他是单精度、双精度还是三精度,它们都有一个标准,这个标准就是:IEEE 754-2008(IEEE二进位浮点数算术标准)

  这个标准规定了很多东西,想深入了解的话可以去百度百科上,这里就不细讲了。

  其中,最重要的也是最简单的莫过于一个公式:

  Value=sign bit×exbr /onent bias×fraction

  即一个浮点数,等于符号位乘以指数偏移值再乘以分数值。

  看不懂是吧?其实,浮点数的表示方法就是用到了我们在学前班就学到过的“科学计数法”。

  比如我们的单精度浮点型,它的32个位分别是:

  0'00000000'00000000000000000000000

  (符号位:1)'(阶码:8)'(尾数:23)

  看来还是看不懂啊。算了,总之,是因为浮点数采用了科学计数法的方式来存储,才可以在32位的空间内塞入这么大的数值。

  这就是第一个问题的答案。

  第二个问题的答案就非常简单了,是:无法确定,因为人类的情绪是无法用语言准确表达出来的,最多也只能表达个大概。

  现在我们知道浮点数使用的是科学计数法来存储。这种存储方法有利也有弊:利在于可存储数值的范围扩大了很多;但弊也有,就是能准确存储的数值范围缩小了。

  啥意思呢?刚才说过,Long长整形的数值范围是:

  -922'3372'0368'5477'5808~922'3372'0368'5477'5807

  在这个范围内,存储的数值都是非常准确的,不会你给了个在这个范围内的数,计算机就在后台为了方便给你这个数四舍五入或者砍了几个0。因此,我们就把这个Long长整形的数值范围又叫做Long长整形的有效数值范围。

  但浮点数就不一样了,由于使用科学计数法存储,导致数值范围看起来很大,但实际有效数值范围只有那么一点点:

  单精度浮点型:7位(整数)

  双精度浮点型:16位(整数)

  对比一下Long长整形的有效数值范围:19位(整数)

  哦天哪!这浮点数,就像是MC的真区块和假区块一样——别看MC边长可以达到21'4748'3647×21'4748'3647,实际上有效游玩范围只有2999'9999×2999'9999,出去了就各种BUG、特性、崩坏,可能时不时还跳出个桌面。

  这就告诉了我们一个人间真理:

  很多时候,国产游戏广告的内容看起来很牛逼,实际上真实游戏内容只有宣传其中的1%都不到。

  嗯,这很资本家。

  好了,回到正题。我们目前已经知道了两个浮点型的数值范围、小数位数最大值、有效数值范围和占用存储空间。但别忘了,很多NBT数据类型都有类型字母的,我们的两个浮点型也不例外,都有自己的字母:

  单精度浮点型:f

  双精度浮点型:d

  具体用法就不再多说了。

  我们知道,浮点数是可以表示整数也可以表示小数的。那么在表示整数时,我们要不要加上小数点呢?

  答案是加不加都可以,当然最好是加上。

  总而言之,两个浮点型的特性分别是——

  单精度浮点型:

  1.数值范围为-3.4×10³⁸~3.4×10³⁸

  2.占用空间32位(4字节)

  3.使用IEEE 754-2008标准

  4.小数位数最大值位45位

  5.有效数值范围为7位整数

  6.类型字母位f

  7.小数部分都为0时(即值为整数),可不加小数点,但最好要加上。

  双精度浮点型:

  1.数值范围为-1.79769313486232×10³⁰⁸~1.79769313486232×10³⁰⁸

  2.占用空间64位(8字节)

  3.使用IEEE 754-2008标准

  4.小数位数最大值位45位

  5.有效数值范围为16位整数

  6.类型字母位d

  7.小数部分都为0时(即值为整数),可不加小数点,但最好要加上。

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