物理数据类型

Posted 2023-03-31

技术标签:

【中文标题】物理数据类型【英文标题】：Datatypes for physics 【发布时间】：2010-09-06 22:22:57 【问题描述】：

我目前正在设计一个涉及一些物理的程序（没什么花哨的，几个球互相碰撞）

在 c# 中我可以用来表示位置（没有离散跳跃的感觉）的最准确的数据类型是什么？

另外，在 t 和 t+1 之间我能得到的最短时间是多少？一滴滴？

编辑：澄清：C# 中最小的时间单位是多少？ [TimeSpan].Tick?

【问题讨论】：

【参考方案1】：

在 .Net 中，decimal 将是您可以用于位置的最精确的数据类型。我只想为这个职位写一个类：

public class Position

    decimal x;
    decimal y;
    decimal z;

至于时间，你的处理器不能给你任何小于一个滴答声的东西。

听起来是个有趣的项目！祝你好运！

【讨论】：

-1：小数很少用于任何 3D 游戏计算，它们太慢了。使用由 3 个浮点数构建的 Vector 类，一切就绪。 +1：对于实数类型，十进制是最精确的，这就是所要求的。【参考方案2】：

Decimal 数据类型虽然精确，但可能不是最佳选择，具体取决于您要执行的操作。通常 Direct3D 和 GPU 使用 32 位浮点数和 3 个向量（总共 96 位）来表示 x,y,z 中的位置。

这通常会提供足够多的精度，除非您需要在同一个“世界”中混合巨大尺度（行星）和微观层面（篮球）。

不使用小数的原因可能是大小（大 4 倍）、速度（慢几个数量级）和没有可用的三角函数 (AFAIK)。

在 Windows 上，QueryPerformanceCounter API 函数将为您提供最高分辨率的时钟，QueryPerformanceFrequency 提供计数器的频率。我相信其他 cmets 中描述的秒表将其包装在 .net 类中。

【讨论】：

+1：用 3 个浮点数构建的向量在 D3D 中是相当标准的。除非您需要更高的准确性，否则我不会使用小数，但如果它只是一个游戏，我不会担心。【参考方案3】：

除非您从事火箭科学，否则小数太夸张了。尽管它可能会为您提供更精确的位置，但不一定会为您提供更精确的（例如）速度，因为它是定点数据类型，因此限制在比浮点数或双精度数小得多的范围内。

使用浮点数，但如果精度出现问题，请保持门打开以向上移动双倍。

【讨论】：

【参考方案4】：

我会使用 Vector 数据类型。就像在物理学中一样，当您想对物体运动进行建模时，您可以使用向量。使用Vector2 或Vector3 class out of the XNA 框架或滚动您的own Vector3 struct 来代表位置。 Vector2 用于 2D，Vector3 用于 3D。

TimeSpan 结构或Stopwatch 类将是您计算时间变化的最佳选择。如果我必须推荐，我会使用秒表。

【讨论】：

【参考方案5】：

我认为您应该能够毫无问题地使用 Decimal 数据类型。它具有最高精度。不过，双精度数据类型应该没问题。

是的，我所知道的最小刻度是（使用 System.Diagnostics.Stopwatch 类）。

【讨论】：

【参考方案6】：

我不确定我是否理解您的最后一个问题，请您澄清一下吗？

编辑：

我可能仍然不明白，但你可以使用任何你想要的类型（例如，双精度数）来表示时间（如果你真正想要的是表示物理问题的时间离散化，在这种情况下，勾号是无关）。对于大多数物理问题，双打就足够了。

刻度是使用机器测量时间时可以达到的最佳精度。

【讨论】：