Lua中数字的最大值是多少？

Question

文档中似乎没有明确的答案。

我对增加一个变量time感兴趣，它计算自程序启动以来经过的秒数。如果最大值可以远超未来，例如100年，那么我不在乎让变量无限增加。否则，我需要考虑一个好的时间点将time重置为0。

- Kai

Answer 1

默认情况下，数字是double类型，在大多数编译器中都是IEEE 64位浮点数。这意味着10位指数，因此最大数大约为2的1024次方，或5.6e300年。时间很长。

现在，如果您正在递增它，可能更感兴趣的是整数范围。52位的尾数意味着可以使用整数精度的最高数字是2的52次方，约为4.5e15。在每年31,557,600秒的情况下，这是1.427e8，几乎为1.5亿年。对于任何进程来说，仍然是非常长的运行时间。

更新2014-12-30：Lua 5.3（即将发布）通过编译标志添加了对32位或64位整数值的支持。

- Javier

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谢谢，我可以忍受在150亿年后被一些程序员所憎恨。 - Kai

顺便提一下，虽然它有一个52位的尾数，但还有一个“额外”的隐含精度位，所以你最多只能增加约2^53。 - Eloff

2^53是第一个不会增加的数字。这是因为IEEE-754标准下，尾数有一个“隐藏”的最高位，如果指数不为零且不是最大指数，则默认为1。当值为2^53时，仅该隐藏位被设置，最低有效位未存储，但其值为零，因此该值仍然是完全正确的。增加该值将增加未存储的位，因此不会影响结果。请注意，可以存储较高的值，但只会存储它们的高53位，低位将被清零。 - doug65536

Answer 2

虽然tydok提到的PiL 2.3是正确而且适当的参考，而Javier的回答在实践中也是正确的，但我认为Lua中数字的讨论应该包含其他细节。

Lua解释器被设计为嵌入在应用程序中，通常作为配置和/或脚本语言。构建应用程序时，通常会配置一些功能以适应应用程序的需求。

可用于数字的精确数值类型可供配置。当编译不支持硬件浮点运算的平台时（特别是在嵌入式系统或机顶盒游戏控制台应用程序中），加载第三方模块不重要时，选择整数类型作为默认类型而非double是合理的。偶尔，切换到float也是合理的。

但是，有些应用程序需要64位整数，或者大多数数字可以是整数，但偶尔需要浮点算术运算。对于这些情况，可以使用LNUM补丁来改变Lua核心。

LNUM更改了核心，使数字存储为整数或浮点数，并允许为每个精度选择进行多个可配置选项。

因此，关于Lua数字的最大值的最终答案取决于编译时所选择的解释器配置，以及您是否担心可表示的最大大小或最大整数。即使在这种情况下，也已经做出了一些工作，使大整数与浮点表示相协调。

- RBerteig

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LNUM 很棒，无论是在非 FPU 处理器（如一些 ARM 处理器）上的速度，还是在那些需要真正使用 64 位整数运算的罕见场合中。 - Javier

Answer 3

这是其他答案中提到的最大值。这就是1.8e308的来源：

HighestNumber = 0
for i = 971, 1024 do
    HighestNumber = HighestNumber + (2 ^ i)
    print(HighestNumber)
end

- Niles S

Answer 4

我在lua用户网站上找到了这个邮件

Lua核心不使用64位数据类型，除非通过size_t或ptrdiff_t（在64位系统上为64位）隐式使用。

sizeof( float ) == 4
sizeof( double) == 8

你可以将lua_Number定义为double（默认），float或至少有32位的任何整数。但是会有一些副作用，并且由于浮点数或整数的有限范围，某些扩展可能无法正常工作。不过，核心应该没问题。

- Ólafur Waage

Answer 5

使用Lua5.1或Lua5.2

最大格式化数字：

179769313486231570814527423731704356798070567525844996598917476803157260780028538760589558632766878171540458953514382464234321326889464182768467546703537516986049910576551282076245490090389328944075868508455133942304583236903222948165808559332123348274797826204144723168738177180919299881250404026184124858368

如果您将结尾的68更改为69，它仍然只显示68。大于上面数字的数字会返回math.huge（即inf）。

这相当于：1.8x10 ^ 308或略低于2 ^ 1024。

自己试试吧：

print(string.format("%.0f",number))

- Mossarelli

Answer 6

我偶然发现了这个问题，因为我自己也遇到了一个非常类似的问题。我目前正在使用LÖVE2D进行编程，它使用基于Lua 5.1的LuaJIT，因此没有整数。我的个人问题是：我能否使用单个变量来跟踪时间？

对于时间，更重要的不是知道最高值是多少，而是首先问自己需要什么精度级别，比如毫秒、厘米或十分之一秒（1、10或100毫秒）。甚至是秒。为什么呢？

你看，即使你可以在Lua 5.1数字限制下理论上将数千年相加得到秒数，这些数字限制约为2^1024，但问题是，在经过一段非常长的时间后（但这完全取决于你的边界，如果你正在处理天文应用程序会怎样？），你对时刻的区分能力会急剧降低...

> t = 2^1023
> print(t)
8.9884656743116e+307
> print(t+1) -- let's assume your dt is of 1 second
8.9884656743116e+307

在某些时候，甚至秒的差异也变得毫无意义。因此，我的建议是直接检查您所需精度的限制...

> a,b = 0,0.1 -- the precision is 100 ms
> while a~=b do a,b = b,b+1 end
interrupted!

我甚至没有等到达到极限，我就打断了循环，同时仍然将0.1添加到上一个时刻改变基础值a。

> print(a/60/60/24/365) -- check current limit in years!
251.54387084919

因此，在使用Lua 5.1和LuaJIT时，使用单个变量跟踪时间绝对是安全的。就我个人而言，由于我正在编写一个通用框架，我更喜欢将秒数从更小的分数中分离出来，以保证最大精度。

- joricomico