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How Does Go Handle Arithmetic Operations on Extremely Large Constants Without Memory Overflow?

Go 中常量的算术运算

问题:

在 Go 中,对非常大的数字的常量运算似乎有效无缝地。然而,Go 如何在不超出内存限制的情况下存储这些常量并对其进行运算呢?

答案:

常量的存储:

与您的预期相反,具有任意精度的无类型常量不会在运行时存储。相反,它们仅在编译期间存在。这意味着 Go 不必在其可执行二进制文件中表示它们。

在您的示例中,常量 Huge 不会出现在可执行文件中。相反,对 fmt.Println() 的函数调用记录为 float64 值 10。

精度和算术:

虽然常量在源处具有任意精度代码级别,运行时无法保证此精度。以下是 Go 如何管理常量的算术:

  • 默认类型推断: 像 1e1000 这样的无类型常量会根据其值分配默认类型(例如,示例中的 float64)。
  • 有限精度: 在运行时,只有固定精度类型可用(int、float32、float64 等)。
  • 精度损失:如果常量算术运算的结果超出默认精度类型,它被转换为最接近的可表示值。因此,Huge / 1e999 的结果变为 10.0 (float64)。
  • 精度保证: 尽管可能会损失精度,Go 的编译器保证常量表达式的结果始终在一定范围。例如,整数常量必须至少具有 256 位精度。

实现任意精度:

虽然 Go 标准库不提供任意精度输出在盒子里,有像 math/big 和 go/constant 这样的包,它们允许您以“任意”精度表示和操作值。这些包使用大整数和分数来存储和操作超出 Go 内置类型限制的数字。

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