游戏引擎学习第208天

运行游戏并回顾我们的情况

今天,我们将继续完成之前中断的调试输出工作。最近的工作偏离了一些,展示了如何进行元编程的实践,主要涉及了一个小的解析器。尽管这个解析器本身是一个玩具,但它展示了如何完成一个完整的循环:解析代码、生成输出并将其编译到游戏中,让它在实际游戏中执行。虽然这个解析器并不是项目中至关重要的部分,但它为展示这种流程提供了一个合适的场景。

回到今天的目标,我们将集中精力完成调试输出功能,当前调试系统已经有一些不错的特性,但仍有许多功能没有正确实现,导致它还不能充分发挥作用。今天的任务是推进这些未完成的功能,使调试系统变得更加完善,从而能够更高效地用于实际的调试工作。

在之前的元编程实验中,完成了一些自动化调试输出的测试代码。虽然这些代码主要是测试性质的,但它们展示了如何进行快速的调试输出,并提供了一些有用的反馈。虽然这些代码并没有直接应用到项目中,但它们为调试系统的实现提供了有用的参考,现阶段我们可以将这些不必要的测试代码删除,恢复到更加简洁的状态。

总结来说,今天的主要任务是集中精力完善调试输出系统,解决当前存在的问题,推动系统向更加高效和完整的方向发展。

game_debug.cpp: 去掉 TestEntity 部分

首先,我们决定删除之前的测试代码部分,这些代码在当前的工作中并不需要。删除这些代码后,再次编译程序,所有的无关部分就会被清除,从而恢复到一个干净的状态。

现在,我们回到了之前的标准代码结构,之前的功能也得到了保留。具体来说,我们已经完成了一个功能,能够通过鼠标选择实体,因此现在可以使用这个功能进行更多操作。

接下来的目标是将现有的功能进行整合,集中精力解决如何通过应用程序来输出调试信息,而不是依赖于调试代码中的静态结构。这个过程的重点是确保能够从应用程序的运行状态中获取数据,并在调试过程中动态地打印出来,从而使调试工作变得更加高效和灵活。

总结来说,今天的工作就是将现有的功能进一步整合,使得调试信息的输出可以更好地与应用程序本身相结合,而不是局限于固定的调试结构。这一过程将使得调试更加贴合实际应用,提升开发效率。

game.cpp: 考虑如何利用元编程

在这个问题中,我们试图将一种与元编程相关的调试机制集成到树形视图中,以便能够选择一个实体,查看并扩展、折叠其相关信息。目标是让调试和检查过程变得更加灵活和方便,但这也涉及了很多复杂的问题,需要在设计和实现上做出多个决策。

首先,核心问题是如何获取和查看这些实体。理想情况下,调试信息应该能够以某种方式显示给用户,但实际上,我们可能无法在所有时候都保持所有的实体在内存中。这是因为实体的生命周期通常是临时的,它们在处理完毕后会被销毁或者替换成其他数据。因此,如何在调试系统中存储并查看这些实体变得非常复杂。

其中一个思路是,在调试时捕获相关实体的状态,并将其加入调试流中进行查看。为了实现这一点,我们可以在调试记录结构中加入一个指针来标识实体,便于在调试过程中查看它。但问题在于,如果实体在被捕获时不存在(比如,某些数据在模拟过程中被丢弃),那么调试系统将无法访问这些数据。特别是,实体的内存可能已经被覆盖,因此无法恢复它们的状态。

为了应对这一点,有一种方法是只捕获一个选中的实体,类似于选中"热点实体",然后将其相关信息存入调试流中。这种方法虽然有效,但它也存在一些局限性。例如,当调试帧暂停时,系统只能捕获当前所选实体的状态,而无法更改之前已经捕获的数据。换句话说,如果在暂停调试时,决定查看不同的实体,必须重新运行程序并指定新的实体,这并不理想。

另一个方案是直接保存实体的所有状态数据,但这会导致存储和性能问题。具体而言,我们可以选择在模拟区域使用永久性内存,而不是临时内存,这样可以在模拟过程结束后保留实体的所有数据,以供后续检查。这将允许我们查看实体在不同时间点的状态变化,如位置变化或类型变化等。然而,问题依然存在:如果只保留一个状态,我们无法查看某个实体在不同时间点的前后变化。因此,在这种调试系统中,捕获实体状态的做法虽然有优势,但也存在限制。

在当前的情况下,最现实的做法是选择在代码中预先决定哪些数据最为重要,并在执行时捕获这些数据。虽然这种方法无法灵活地查看所有的实体状态,但它比盲目调试要强得多。在实际使用中,如果某些数据没有被捕获,可以通过修改代码并重新运行调试来进行修正。尽管这并不是最理想的方案,但考虑到调试工具的开发和实现,并且最终目标是提供一个有效的调试机制,这种方法仍然是最合理的选择。

总的来说,虽然这套系统并不完美,且存在一定的局限性,但它能够提供有用的调试信息,并且避免了过度复杂化的风险。在当前阶段,这种系统足以满足大多数调试需求,尽管它并不具备对所有可能数据进行自由检索和分析的能力。

game_platform.h: 让 DebugEvent 能够输出值

在这个过程中,我们决定通过调试事件来捕获和输出相关数据,目的是为了方便后续的调试和检查。调试事件已经有一个类型,包含了不同的数据项,因此可以利用这些事件的框架来加入额外的调试数据。

首先,我们考虑将调试事件的数据结构进行扩展,使其可以容纳更多类型的值,比如浮动的32位数值或者64位数值等。为了保持结构的简洁性,避免过度膨胀,我们不打算在调试事件中直接存储太多数据。相反,计划通过某种方式将数据按需打包,避免在存储中造成不必要的冗余。例如,我们可以使用联合体(union)来存储不同大小的数据,这样就能够根据数据的类型和大小来动态分配空间。

然而,设计中存在一定的权衡。如果我们使用较大数据结构(如一个包含多个浮动值的矩形),会显著增加调试事件所需的空间。这对于调试系统来说是一个问题,因为它会导致每个调试事件占用过多的内存空间,影响性能。因此,我们的目标是避免这一点,确保调试事件结构尽可能紧凑。

为了减少内存占用,我们决定采取一种按需分配内存的方法,而不是每次都为整个调试事件分配固定大小的空间。具体来说,读取和写入调试事件时,系统将根据数据的实际大小动态调整,这样就能够避免内存浪费。当我们处理不同类型的数据时,我们会根据数据的大小来调整指针,确保只消耗必要的内存。

此外,为了保持灵活性和高效性,我们不会立即实现这个复杂的数据结构。相反,暂时可以先使用一个较简单的结构,这样就可以更快速地推进系统,并且在实际开发过程中进行必要的优化和调整。如果数据量没有显著增加,暂时扩展调试事件的结构是可以接受的。

最终,我们的目标是设计一个既能满足调试需求,又不会过度消耗内存和性能的调试系统。通过这种动态内存分配的方法,我们能够灵活地捕获和存储调试数据,同时避免系统出现性能瓶颈或内存不足的问题。

运行游戏并确认调试系统仍然有效

目前,调试系统的数据结构已经变得相当庞大,超出了实际需要的大小。然而,这样的结构仍然能够正常工作,问题的关键在于内存的浪费。现在,我们面临的主要挑战是如何减少不必要的内存带宽使用,特别是在写入调试数据并进行处理时。

简而言之,尽管当前的调试数据结构能够正常运行,但它占用了比实际需要更多的内存空间。为了优化这一点,需要进行内存压缩,确保不会浪费大量内存带宽来处理这些调试事件。最终目标是确保调试系统能够在不牺牲性能的前提下,更加高效地存储和处理调试数据,从而避免不必要的内存和带宽开销。

game_platform.h: 压缩数据

目前,对于是否进行某些改动,意见并不明确。虽然考虑过是否改变现有的做法,但并没有特别强烈的偏向某个方向。于是,决定暂时保留当前的实现方式,观察其效果,再决定是否需要调整。考虑到这一点,当前的做法看起来是合理的,至少可以先这样继续进行,后续再根据实际情况做出进一步的决定。

game_sim_region.h: 考虑手动定义 DEBUG_VALUEs 并写入调试流

目前,实现将调试信息记录到调试流中变得相对简单。关键是通过定义调试值来实现这一点。虽然可以通过类型发现来自动完成这个过程,但出于一些考虑,决定暂时手动实现这一部分。尤其是在有了Metal生成器之后,手动写入调试数据似乎是一个不错的选择,尽管不完全确定这是最优解,但目前来看,可能是一个有效的做法。

在实际编码过程中,决定使用一种新的变量格式,这种格式经过了一些实验后,觉得它是最合适的。使用这种格式后,可以将调试信息逐步写入调试流,但同时也有一些不确定因素,比如是否需要明确指定变量类型。考虑到这一点,初步决定不强制要求指定类型,先尝试看看效果。

如果在没有指定类型的情况下进行调试数据写入,可能会遇到一些问题,尤其是在跨语言调用的情况下。为了兼容其他语言,必须处理一些额外的情况。如果强制要求指定类型,则即使在C语言中调用时,也能正常工作。这样做虽然增加了一些复杂度,但从兼容性和调试功能的实现角度来看,可能是一个值得尝试的方案。

game_platform.h: 有条件地 #define 不同的 DEBUG 宏

在处理调试信息记录时,对于C语言链接的兼容性并没有特别强烈的意见。并不认为C语言链接对当前系统非常有价值,也不打算专门为C语言提供兼容。主要原因是,系统本身并不打算直接在C环境中进行编译,因为已经使用了操作符重载等C++特性,因此可以忽略C语言链接的相关问题。

在考虑如何处理调试系统时,如果启用了C++,可以通过条件编译来定义一些特定的调试操作。例如,在调试系统中,当使用C++并且启用了某些特定宏定义时,可以将调试值处理为一个特定的调试值函数,这样可以将调试信息记录到调试流中。具体来说,调试信息的记录和存储方式会根据所用的数据类型进行相应的处理。

为了将不同类型的数据正确地记录到调试流中,需要一些辅助函数来转换数据类型并生成相应的调试事件。例如,可以定义一个"从调试值生成调试事件"的函数,并根据传入的调试值类型来生成对应的调试事件。这些调试事件包括时间戳、事件类型等信息,并确保正确存储每个类型的成员。

通过这种方式,不仅能记录调试信息,还能确保调试系统的兼容性。尽管在实现过程中需要解决一些细节问题(如宏定义和翻译单元的问题),整体来说,这种方法是合理的,可以在不依赖过多宏的情况下处理调试信息。

game_platform.h: 引入不同版本的 DEBUGValueSetEventData

在记录调试事件时,首先要做的是定义调试事件类型,并且通过某些方式来设置这些事件的数据。例如,可以假设我们要记录的调试事件是32位类型,然后调用一个记录调试事件的函数(如 RecordDebugEventCommon),并传递适当的参数。

在实际操作中,当调用 RecordDebugEventCommon 后,系统会处理一些基础工作,并返回一个调试事件。然后,接下来我们可以使用某个方法(例如 DEBUGValueSetEventData)来设置调试事件的数据。这个方法会负责根据传入的值来"解包"并正确设置调试事件的数据。

简而言之,流程是:首先记录调试事件类型,然后通过调试事件的通用函数来设置该事件,最后利用专门的函数来处理数据的解包与存储,使得整个调试记录过程变得自动化,简洁且高效。

在这个过程中,首先要定义调试事件类型,并为每种类型的值创建相应的处理方式。可以通过定义一些基本类型的事件(如 32 位整数、向量类型、矩形类型等),然后为每种类型的值创建一个对应的调试记录。每个类型会有一个处理逻辑,记录该类型的数据。

这些记录的形式很简单,主要是将每种类型的数据写入调试流中,确保能够在后续的过程中捕获和查看。这些数据会根据调试事件的类型存储在调试流中,并通过合适的事件处理函数将它们填充进去。

此外,调试记录会涉及到不同类型的变量,比如向量(Vector)、矩形(Rectangle)等。每种类型都会有一个单独的处理方式,将其存储到调试流中。整个过程的核心就是通过这些记录来收集数据,确保在后续可以随时查看这些值。

在平台层方面,可能会有一些平台特有的需求,因此可以选择在平台层的文件中定义一些类型。这样做的原因是,某些类型可能会依赖于其他类型,而这些依赖关系可能是平台特有的,因此可以考虑将这些类型放在平台层中以便使用。

然而,是否将这些类型放在平台层中依然存在一些不确定性,因为平台层的定义应该尽量简洁,避免过多的类型和功能影响平台的可维护性。所以在决定是否将这些类型定义到平台层时,应该谨慎考虑。

game_math.h: 将 DEBUGValueSetEventData 函数移入

这些调试功能可以被移动到更合适的地方。如果将它们从当前的位置移出,可以把它们放到类似于 "game_math.h" 的文件中。具体来说,可以在定义向量(v)和矩形(rect)等类型的地方,同时定义这些类型的调试处理函数。

这种做法的好处是,将调试功能和类型的定义放在同一个地方,可以使代码更有组织性和模块化。每当定义一种新类型时,可以顺便添加与该类型相关的调试功能,从而保证调试功能的完整性和一致性。

总的来说,将调试功能放在与类型定义相关的文件中是一个合理的做法,这样可以更好地管理代码,并提高代码的可维护性。

调试器: 发现我们正在记录这些调试值

目前,在理论上,调试事件的记录已经成功实现。从调试信息中可以看到,在进行调试汇总时,系统确实达到了一个断言点。这表明在调试过程中,框架已经成功地汇总了调试数据,并在此时检测到了一些异常。

具体来说,出现了一个未识别的事件类型,系统无法识别这种类型的事件。这个问题表明,调试系统在处理不同类型的调试事件时遇到了一些困难,可能是由于某个新事件类型未被适当地注册或处理,导致系统无法正常识别和处理它。

在接下来的工作中,可能需要对系统的调试事件类型进行进一步的检查和完善,确保所有可能的事件类型都能够正确地被识别和处理,从而避免出现类似的断言错误。同时,也需要增强调试系统的容错性,以便在遇到未知事件类型时能够提供更多的错误信息,帮助快速定位和解决问题。

game_debug.cpp: 将调试变量重新组装成结构化数据

在当前的工作中,目标是将从游戏中收集到的调试记录重新组合成一个结构化的数据块,能够被引擎逐步读取并处理。这就像是将这些调试数据按一定的规则重新组合成一个可被引擎遍历的结构体。这样做是为了确保这些调试数据在调试过程中能够被有效地捕捉和分析,尤其是在需要回溯或处理特定数据时,确保数据的可访问性和顺序。

接下来,需要处理调试记录中的一些细节问题。特别是,调试变量和记录具有一个"ID"的概念,这个ID在调试系统中起到了关键作用。它使得在每一帧的调试数据中能够唯一标识每个记录和变量。因为这些数据是在应用程序运行时捕获的,它们并不具有永久的地址,属于临时的、易失性的。因此,必须找到一种方法来标识这些临时数据,以便在不同的帧之间能够关联和追踪这些数据。

这个问题的核心在于如何管理这些没有固定地址的调试信息,并确保它们在调试过程中保持一致性。为了实现这一点,引入了"调试ID"的概念。这种ID将帮助在每一帧之间跟踪这些数据,并能够确保在后续的调试和数据分析中,能够正确地访问和显示这些数据。

在实现上,可以考虑将调试记录的输出结构进一步增强,特别是当触发调试断言时,应该能够开始收集更多的调试数据。在当前的实现中,已经有了碰撞数据(如碰撞框架、块等)等信息的处理,但还需要扩展并处理其他种类的数据。为了处理不同的事件类型,可以通过判断事件类型并做相应的处理来进行扩展。

在具体实现时,首先要定义好不同事件类型的处理方式,比如开始块、结束块等。然后可以为每一种事件类型设置具体的处理逻辑,确保能够正确地记录每一个调试事件,并按需要输出调试数据。最终,如果不希望调试记录执行任何操作,可以选择使其变为"无操作",这样就能确保调试数据能被正确地消耗掉,但不进行实际的输出或存储操作。

最后,确保所有其他调试事件仍然能够按照预期的方式进行汇总和处理。通过这种方式,可以实现对所有调试事件的无缝跟踪和记录,同时确保调试系统的稳定性和有效性。

game_debug.cpp: 引入 DebugEvent_OpenDataBlock 和 DebugEvent_CloseDataBlock

当我们处理调试记录时,可以利用已存在的块(block)和线程的概念。在进行调试数据汇总时,每个线程的调试信息已经有了对应的上下文和状态。这使得我们可以在每个线程的调试信息中捕获和构建数据。通过这种方式,每个线程的数据会在调试过程中逐步累积,而不需要重新初始化。具体来说,我们可以使用调试协同(collation)机制在每个线程上记录数据,并随着时间推移将数据缓冲起来。这种方法的一个优势是数据能够跨帧边界进行处理,理论上即便数据跨越多个帧,调试系统仍然能够正常工作。

接下来,我们可以将数据块的概念扩展到调试事件中,类似于块的概念,我们可以在调试中使用"打开数据块"和"关闭数据块"的操作。这些数据块与性能无关,而是用于标记一个数据区域的开始和结束。这个操作类似于打开一个块,写入数据,然后关闭它。这样做可以为调试数据提供一个更加灵活和结构化的方式,能够支持层次化的数据管理,例如,嵌套的数据块处理。

为了实现这一点,我们可以定义几个新的调试事件,例如"打开数据块"和"关闭数据块"。这与"开始块"和"结束块"事件有所不同,因为它们的作用并非用于性能计时,而是为了标记调试数据的处理区域。在这个过程中,我们可以灵活地管理每个数据块的生命周期,确保在需要的时候可以随时关闭并保存数据。

总的来说,通过引入数据块管理机制,可以让调试信息的记录和汇总更加精确,并且能够适应复杂的调试场景。调试事件将不再仅仅是时间和性能的记录,而是能够捕捉和分析数据流的动态过程。这使得调试过程更加灵活和强大,能够处理更多种类的调试需求。

game_debug.h: 将它们添加到 debug_thread

在调试数据块的管理中,打开调试数据块(open debug data block)将类似于其他调试事件的结构。主要的区别是,除了常规的事件信息外,还需要加入额外的信息点或者标识符。这些信息可能包括调试记录的起始帧索引,尽管这些信息本身和时间计算无关,但它们可能对某些其他调试需求有所帮助。因此,这些数据块将会像其他调试事件一样,形成链式结构并链接到调试记录中。

在实现时,可以定义类似"first open code block"和"first open data block"的概念。通过这种方式,能够分别标识代码块和数据块的首次打开操作。为了确保调试系统能够理解这两种类型的事件,调试记录将包含关于"第一次打开"代码块和数据块的标识。这样,调试系统能够正确地管理和处理这两种不同的事件类型,同时确保它们不会相互干扰。

另外,调试系统的设计可能会考虑到更多的细节,例如在不同的代码块和数据块之间进行适当的嵌套和作用域管理。每个打开的块可能会影响到后续的调试记录,因此在实现过程中需要仔细设计它们的生命周期和作用范围,确保每个块都能在适当的时机被打开和关闭,并且它们之间的层次关系能够正确地反映调试信息的流动。

最终,目标是通过这些机制来精确地管理调试数据,确保能够高效地记录每个帧或事件中的数据变化,并将这些信息组织成有用的调试记录。这种方法有助于系统化地捕捉调试事件,尤其是在复杂的调试场景中,能够有效地处理跨帧的数据变化。

game_platform.h: 将它们添加到 debug_event_type

在处理调试数据块时,需要将不同的事件类型正确地记录下来。我们计划将这些事件按照一定的格式输出,并且在实现中,可能需要做一些调整,以便更好地组织和管理这些调试数据块。具体来说,首先要确保调试数据块能正确地表示出事件类型,并能够与调试记录系统中的其他部分进行连接。

例如,将调试数据块的格式调整为类似"game debug data blocks"的形式,使其能够清晰地标识出数据块的起始和结束。这种形式有助于调试记录系统理解和处理这些事件。此时,数据块的标记和结构可能会被进一步封装进一些工具类中,以便更方便地使用和管理。

这种方式不仅使得调试记录更加结构化,而且还可以通过将功能封装到工具类中,提升系统的可扩展性和可维护性。最终,目的是让调试数据的记录变得更加规范和高效,从而提高调试过程中的数据处理能力,确保能够及时捕捉和处理调试事件。

game_platform.h: #define DEBUG_BEGIN_DATA_BLOCK

在实现调试数据块时,计划通过"begin data block"的方式来开始记录调试信息。为了方便处理,将一些参数的名称传递给函数,而不是直接使用默认的没有意义的名称。这样,我们可以通过将参数作为输入,赋予其更有意义的名称,进而帮助理解调试数据的含义。例如,如果数据块对应的是某个实体(entity),可以将其命名为实体的名称,同时记录该实体的值。这样可以确保在后续处理中,数据不仅包括值,还能够通过名称来标识它们。

此外,还可以在数据块中传递一些指针信息或其他标识符,以确保数据的稳定性和可追溯性。例如,记录一个指针的值(如Ptr0),并为它提供一个稳定的标识符。这样,调试过程中的数据就可以按照某种形式进行标识和引用,确保后续访问时能够准确地获取到相应的调试信息。

如果需要进一步的调试数据追踪,也可以通过调试ID的方式来稳定地跟踪每一帧的调试数据。为了方便获取这些信息,可以利用现有的工具类或方法来索引和定位需要的实体,从而将调试数据与实际的内存位置或资源绑定。

总的来说,这一方式使得调试信息的记录变得更加精确和结构化,同时也为未来的调试和分析提供了更高的可靠性和可维护性。

game.cpp: 使用 StorageIndex 为 DEBUG_BEGIN_DATA_BLOCK

在这个过程中,我们遍历了不同的实体,并且在调试数据记录中使用了实体的存储索引(storage index)。这个存储索引是稳定的,它指向了实体数组中的一个位置,因此可以作为唯一标识符来引用特定的实体。为了在不同帧之间跟踪和识别这些实体,可以利用这个存储索引来确保每个实体都有一个稳定的标识符。

具体来说,可以通过记录实体的存储索引来稳定地引用它。我们将索引作为一个稳定的指针,使用它来区别每个实体,并确保即使跨帧,依旧能识别出它。为了进一步确保在调试过程中不会混淆,可能会为每个实体添加一个"热实体指针"(hot entity pointer),这种方式有助于区分同一实体的不同部分,尽管这一步骤在某些情况下可能并不必要,因为实体本身已经通过稳定的存储索引得到了标识。

因此,我们通过将这些稳定的指针(如存储索引和热实体指针)传递给调试系统,可以在不同的帧之间稳定地标识出数据块并区别数据。这些指针和索引为调试系统提供了一个稳定的标识符,使得跨帧的调试数据能够被准确地追踪和管理。

此外,关于"begin data block"和"end data block"的实现,基本上只是简单地开始和结束一个数据块。具体而言,"begin data block"会初始化数据块,标记该数据块的开始,而"end data block"则表示数据块的结束。数据块的结束不需要传递额外的数据,只需标记其结束即可。

总结来说,以上过程的核心是在调试系统中通过使用稳定的实体索引和可能的附加指针,确保跨帧数据能够被一致地识别和管理,而这些数据块的开始和结束则通过标记来控制。

game_platform.h: 向 debug_event 添加 VecPtr

在这个过程中,内部结构中涉及到一个指针的向量,用来存储指向不同数据块的指针。在平台层面(如手动平台),需要将这些指针添加到相应的结构中,可能会有两个或三个指针的位置可以用来存储这些数据。

对于"debug data block",实际上不需要为每个数据块的结束添加一个块名称,因为每个数据块的开始和结束是自动匹配的,因此不需要显式地传递结束块名称。

接下来,需要处理"debug begin data block"和"debug end data block"这两个部分,这些只是编译时的一些操作,并不需要太多额外的功能。在编译阶段,仍然希望能够将这些操作编译出来,以便进行调试时使用。

目前,准备工作基本完成,接下来只需要在打开和关闭数据块的相关操作中添加一些逻辑,用于在数据块打开时开始记录数据,以及在数据块结束时进行相关的操作。虽然时间快到,但预计可以在后续继续完成这部分的实现。

game_debug.cpp: 引入 AllocateOpenDebugBlock

为了更高效地复用"打开数据块"这一概念,可以将相关代码提取出来。具体来说,可以创建一个类似 AllocateOpenDebugBlock 的函数,目的是从调试状态中获取下一个空闲的数据块。

这个函数的工作方式是:首先检查当前是否有空闲的调试数据块。如果有,就使用现有的空闲数据块;如果没有,则创建一个新的数据块,并从相关的空间中分配一个新的块。这样就避免了重复代码的编写,因为类似的操作在后续会频繁出现,比如在打开和关闭块时。

通过这种方式,将代码的重复部分提取出来,就能有效地减少冗余,并且提高系统的扩展性和可维护性。这种方法在处理其他的"打开和关闭块"操作时也能同样使用,避免了每次都要手动编写重复的分配和释放逻辑。

通过这种方式,也确保了调试系统能够根据需求灵活地获取和管理数据块,同时在结束时将其放回空闲列表,确保内存和资源的管理是高效和有序的。

game_debug.cpp: 引入 DeallocateOpenDebugBlock

可以采用相同的方法来处理"打开数据块"操作。首先,检查调试状态中的块,并使用相同的代码逻辑来管理数据块的分配和释放。在这段代码中,首先检查空闲数据块,如果找到一个空闲块,就将其指针指向该块;如果没有找到空闲块,就会创建一个新的块。

为了避免重复编写相同的代码,可以将这段逻辑提取为一个单独的操作,这样就避免了对同一逻辑的重复实现。例如,可以将"打开数据块"和"关闭数据块"操作中的内存分配和释放操作提取出来,并统一处理。这样做的目的是确保代码更简洁且易于维护,同时避免在多个地方写重复的代码。

当处理线程和数据块时,使用类似 Thread->FirstOpenCodeBlock 的方式来管理这些数据块,并在需要时进行分配和释放。通过这种方式,可以有效地管理资源并简化整个过程。

运行游戏并确认没有变化

现在的代码与之前的完全一致,没有变化,只是确保一切正常工作。经过检查,所有内容都已经处理妥当,系统应该已经按预期运行,所有操作都已经按计划完成。

你能解释一下这个代码是如何工作的吗?1 它是快速求平方根倒数,但我仍然不清楚它是如何工作的 2,3

这段代码实现了一个"快速逆平方根"的算法,其核心思想是通过一些数学技巧和位操作来实现比传统方法更快的平方根计算。具体步骤如下:

  1. 浮点数表示法:浮点数在计算机中由符号位、指数部分和尾数部分构成。这个算法巧妙地利用了浮点数的位结构,进行低级别的位操作来加速计算。

  2. 位操作:该算法通过对浮点数进行类型转换(将浮点数转换为整数),然后通过位移操作来粗略估计平方根。这种方式能够非常快速地得到一个接近正确答案的值。

  3. 魔法常数:算法中使用了一个精心设计的"魔法常数"来帮助调整浮点数的值,使得计算结果更接近正确的平方根。这个常数通过反复试验得到,可以大大加速计算过程。

  4. 牛顿迭代法:在算法的后期步骤中,使用了迭代法(类似牛顿迭代)来精细化结果。通过不断调整猜测值,算法逐步逼近正确的平方根。

  5. 历史背景:这种方法最初是在计算资源有限的时代(比如旧时的游戏机或低端硬件)中使用的,因为当时的处理器没有内建的平方根运算指令。通过这种技巧,可以显著提高性能。

  6. 现代意义:如今,大多数现代处理器都有内建的平方根计算单元,使用这种快速逆平方根的技巧已经不再是必须的,但它仍然是一个有趣的数学和编程练习。对于理解计算机如何处理浮点数和优化算法,这种技巧仍然具有学习价值。

总结来说,这段代码通过结合位操作、魔法常数和迭代法,快速计算浮点数的倒数平方根,虽然在现代计算机中已不再常用,但它展示了如何通过深入的低级优化提高性能,且对于理解浮点运算非常有帮助。

好的,举个具体的例子来帮助理解这个"快速逆平方根"算法的工作原理。

假设我们要计算一个数字 x 的倒数平方根,也就是计算 1 / sqrt(x)。传统的做法是直接使用数学库函数计算平方根,然后取倒数。但在"快速逆平方根"算法中,我们通过一些低级技巧来快速逼近这个结果。

示例:计算 1 / sqrt(4)

  1. 初始值 :假设我们想计算 1 / sqrt(4),也就是 x = 4

  2. 将浮点数转换为整数 :首先,我们把浮点数 4 转换为二进制表示的整数。计算机中的浮点数存储使用 IEEE 754 标准,这个标准将浮点数分为符号位、指数位和尾数位。在这里,我们将 4 转换为对应的浮点数位表示,然后再将其解释为整数。

    • 假设我们有 x = 4.0,其对应的 32 位 IEEE 浮点数表示为:

      复制代码
      0 10000001 00000000000000000000000

      这是浮点数 4 的二进制表示。

  3. 位操作:接下来,我们执行一个位移操作,目的是将浮点数的位表示进行调整,使得我们得到一个接近平方根倒数的值。这是"快速逆平方根"算法的核心部分。

    • 在位操作过程中,我们将 x 的位表示(整数形式)通过一个魔法常数 0x5f3759df 进行 XOR 操作,这样得到一个粗略的初始估计。
    • 例如,我们将 4 的浮点数整数值与魔法常数 0x5f3759df 进行异或操作。
  4. 迭代修正:在得到初步估计值后,接下来通过类似牛顿迭代法的方式不断修正这个估计值。通常迭代一次就足够接近结果了。这个迭代步骤会将初始估计值逐渐逼近真实的倒数平方根。

    • 具体迭代公式如下:

      复制代码
      guess = guess * (1.5 - (x_half * guess * guess))

      其中 x_halfx / 2guess 是当前的估计值。

  5. 最终结果 :经过一次迭代后,我们得到一个接近 1 / sqrt(4) 的结果,也就是 0.5。实际上,在 x = 4 的情况下,倒数平方根的确是 0.5(因为 sqrt(4) = 2,所以 1 / 2 = 0.5)。

代码示例

假设我们要实现这个算法,可以用 C 语言如下:

c 复制代码
#include <stdio.h>

float FastInverseSqrt(float x) {
    long i = *(long*)&x; // 将浮点数转换为整数
    i = 0x5f3759df - (i >> 1); // 魔法常数与位操作
    float y = *(float*)&i; // 转换回浮点数
    y = y * (1.5f - (x * 0.5f * y * y)); // 迭代
    return y;
}

int main() {
    float x = 4.0f;
    float result = FastInverseSqrt(x);
    printf("1 / sqrt(%.2f) = %.6f\n", x, result);
    return 0;
}

输出结果:

复制代码
1 / sqrt(4.00) = 0.500000

总结:

通过这种快速逆平方根算法,我们通过位操作和魔法常数的使用,大大减少了浮点数运算的开销。虽然这种方法在现代计算机上已不再必要,因为现代处理器有专门的硬件来计算平方根,但它展示了如何通过底层技巧进行优化,尤其在早期计算资源有限的情况下,能够显著提高计算效率。

wiki平方根倒数速算法

初学者游戏程序员应该做什么项目比较好?

对于初学者来说,推荐一个简单的游戏项目,可以选择做《小行星》《爆破彗星》或者《太空侵略者》这类游戏。我认为《小行星》是最简单的一个选择。如果是我自己回想小时候,做过一款《小行星》游戏,它非常简单,没有复杂的碰撞检测、没有太多的支持服务,也没有太多的障碍物。它是一款非常纯粹的游戏,从游戏的简洁性和直接性来看,非常适合初学者。

做《小行星》游戏是一个很好的开始,可以帮助理解游戏开发的基本概念,比如控制物体移动、碰撞检测、画面渲染等。通过完成这个项目,你能掌握一些游戏开发的基础知识,也能获得成就感。所以,如果你刚刚开始学习游戏开发,我强烈推荐你制作一款《小行星》游戏,确保理解每个细节,然后再逐步扩展。

我刚刚读到《物竞天择2》(未知世界公司为此制作了自己的游戏引擎)不再支持 Windows XP。可以在 XP 上运行吗?为什么不行?4

昨天读到了一些关于《物竞天择2》的内容,其中提到《物竞天择2》的开发者曾为Windows XP开发过自己的游戏引擎,虽然他们不确定该游戏是否会在XP上运行,但他们表示应该可以运行,除非有一个非常特定的原因,那就是是否支持64位操作系统。具体来说,如果他们决定游戏只支持64位操作系统,那么它就不支持Windows XP;如果他们决定同时支持32位和64位操作系统,那么游戏就可以支持Windows XP。

事实上,他们已经在早期的开发中确保游戏能够在Windows XP上运行。如果回顾过去的开发记录,可以看到他们曾经在Windows XP上进行过测试,演示了在XP上运行游戏的一个主要原因:如何设置链接标志以及如何让游戏在XP上顺利运行。但是,当前游戏并不支持XP,原因在于他们在开发中分配了较大的内存块来存储调试数据等,这使得目前的版本不兼容32位系统,所以它不能在XP上运行。不过,除了这个原因,游戏实际上可以在XP上运行。

至于《物竞天择2》为什么不能在Windows XP上运行,他们并不确定,可能是因为该游戏要求DirectX 11或12,或者可能是需要XP不支持的某种音频系统,甚至可能是因为它要求64位操作系统,但具体原因并不明确。

你用过 Steam 控制器吗?你对它有什么看法?

我没有使用过新的Steam控制器。我曾经玩过旧款的Steam控制器,大概是去年左右的版本。那时它们与现在的版本有所不同,但我当时并没有理解它的用途。老实说,我觉得它对于玩键盘和鼠标游戏并不太实用,所以我不太明白它的存在意义。那时我觉得这对任何需要键盘和鼠标的游戏来说都不适用,可能只是一个非常糟糕的设计。它似乎对其他游戏也没有什么帮助,因此我不明白它的存在原因。不过,我没有尝试过最新版本的控制器,也许它已经有了很大的改进,我并不清楚。

这里是来自 NS25 的文字,看起来是 Visual Studio 的问题。(还有什么新鲜事吗?)

在工具链和用于业务的工具集方面,像微软和Visual Studio这样的工具使得在Windows XP上继续运行变得几乎不可能。必须在两个选择之间做出决策:要么停止更新游戏并保证它永远能够在Windows XP上运行,要么继续维护游戏,因为在竞争对手少的情况下,这样的选择会导致失败。

这看起来像是典型的微软做法,他们似乎总是做一些让大家生活更难的事情。没有人能从这些改变中受益,他们就只是为了"破坏而破坏",似乎是在做这类事情而不考虑后果。

《数值方法实用》是你推荐的那本书吗?

推荐的书籍是《Numerical Methods that Work》和《Real Computing Made Real》。这两本书都非常好,尤其是《Numerical Methods that Usually Work》,它讲述了一些常用的数值方法,虽然可能并不是所有情况下都适用,但这些方法通常都能有效工作。我曾读过这两本书,尽管现在可能有些内容已经忘记,但它们的知识对理解数值计算非常有帮助。事实上,很多时候在编写代码时,我会发现如果再读一遍这些书,很多做法可能会更好,因为数值计算的原理确实非常重要。

总的来说,读这两本书是非常值得的,尤其是对那些想深入了解数值方法的读者。

阅读书籍有什么技巧吗?我觉得读书很难。我很喜欢书的目录,让我很兴奋,但一读下去就觉得很无聊

关于读书的建议,尤其是数学书籍,首先要明白,很多数学书籍的写作方式并不适合没有数学背景的人,很多时候,书籍是为了已经掌握数学的人写的,书中的内容很难被没有相关知识的人理解。很多数学书籍的作者习惯通过列出大量的公式来阐述概念,而这种方法其实并不高效,尤其是对于那些刚接触这些内容的人来说。

要解决这个问题,最重要的就是找到那些既懂得数学又懂得如何有效传达这些知识的人写的书。这些书的写作方式更易于理解和学习,但即使是这样,阅读这类书籍仍然是一个需要主动参与的过程。你需要自己动手做书中的练习,自己推导公式,理解每一个细节,否则阅读起来会像是过眼云烟,最终并没有获得任何实际的知识。

此外,找到合适的书籍是成功的关键。很多书籍其实只是将大量的数学公式堆砌在一起,并没有解释和结构化这些公式的意义。这种书籍往往是浪费时间的。因此,应该寻找那些在书中结构清晰、解释到位的书籍,能够帮助你真正理解其中的数学原理,而不仅仅是公式的堆砌。

总的来说,要特别注意书籍的质量,确保书中的内容不仅仅是公式的罗列,而是能够通过清晰的解释帮助读者理解这些数学概念。寻找合适的书籍和好的推荐很重要。如果有疑问,可以向其他人咨询,特别是问他们这本书是否有清晰的解释,并且是否能帮助理解背后的直觉,而不仅仅是重复大学学过的公式。

你读过 Sheldon Axler 的《线性代数应该这样学》吗?我总是推荐它给那些问我线性代数的人

提到《线性代数应该这样学》(Linear Algebra Done Right),这是一本经典的线性代数教材,但作者并没有读过第一版,而是错过了这本书的首次出版。实际上,书籍的第一版是在学习线性代数后的一年才出版的,因此当时并没有机会接触这本书。随着时间的推移,虽然线性代数的知识已经有些生疏,但现在看来,重新阅读这本书可能会帮助重新理解并填补一些已遗忘的内容。因此,有可能将来会有机会再读一次这本书,来刷新和加深对线性代数的理解。

顺便问一下,你是如何应对编程/数学领域普遍存在的社交能力差的问题的?最近越来越明显了

在处理程序员和数学、哲学领域中常见的社交技能较弱的情况时,实际上并没有特别的处理方法。对于自己来说,通常并不需要特别关注这些问题,因为大多数工作都独立完成,且主要与艺术家合作。虽然有些艺术家在社交技能上也可能存在问题,但工作时最重要的还是是否能够顺利合作,而不是是否具备"理想的社交技能"。

在实际工作中,重点是团队成员是否能够和谐相处,是否能有效解决冲突,并保持良好的关系,而不是单纯考量每个人的社交能力。过去的经验中,大多数情况下都能与合作伙伴顺利相处,适应彼此的工作方式,找到有效的合作方式。

尽管如此,确实存在个别例外情况,比如曾经与某位外包人员的合作并不愉快,最终选择了不再合作。总的来说,适应不同的工作伙伴,双方互相调整,以确保工作的顺利进行,往往能解决大部分问题。

至于未来如果公司有更多成功的项目,可能会需要招聘程序员来协作,那时可能会更注重在招聘时考量社交能力等因素。但目前公司主要招聘的是艺术家,因此这个问题并不经常出现。

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