2026-06-11 17:46:49
quicksort 是基于比较的排序中表现最好的算法，它在大多数情况下都能接近时间复杂度 O(n log n) ，所以 qsort() 也是 C 标准库中排序的默认实现。但是，quicksort 是非稳定排序，即当原始序列中出现相同的元素时，经过 qsort ，这些相同元素的次序可能被调整。即两个 key 相同的元素，经过排序可能调换次序。
在某些场合，我们希望排序是稳定 stable 的。因为元素的 key 相同，但元素本身可以不相同。这些有着相同 key 的元素一开始以某种次序放入序列，我们不希望对 key 排序后，打乱原有的次序。当需要稳定性时，还有许多经典排序算法可供选择，例如插入排序，它非常简单，每次从无序序列中选择一个元素和有序序列的最后一个元素比较，要么追加在最后，要么向前依次比较，直到找到合适的位置插入。对已经有序的序列，插入排序的时间复杂度为 O(n) ，但对于逆序的序列，它会退化到 O(n^2) ，因为每个元素都要和之前所有元素比较一次，插入到最前。所以插入排序对于非特定场景（无特定规律的数据）的平均时间复杂度接近 O(n^2) 超过快速排序的 O(n log n) 。
但需要注意，光看大 O 时间复杂度是不够的。在 n 很小的时候，对实际开销影响更大的并非算法复杂度。因为复杂度是基于执行算法中每个单步操作的数量估算的，忽略了操作本身的时间差异。而 n 很小时，单个操作的开销占比就变大了。所以在 n 很小时，简单的算法每个操作都更短，对 CPU cache 也更友好，导致实际的总时间开销也越少。大部分排序算法的实现都选择在 n 很小时退化成插入排序。
对无规律数据集，基于比较的排序算法的理论极限是 O (n log n)。因为你需要至少对所有元素做一次比较，采用二分的形式分而治之是最好的方法，不断二分数据集的深度大致为 log n 。归并排序 merge sort 直观的体现了这个想法，它把数据不断对分，展开为一个完全平衡的二叉树，然后从叶节点逐级向根节点调整次序并合并，一路执行到根节点，就可以完成排序。所以它可以严格（即使在最坏情况）做到 O (n log n) 。或者这么看，合并两个有序序列只需要扫描两个序列各一遍，每次都挑出两个序列头部更考前的元素，插入新序列，就能得到合并后的有序序列。假设一共有 128 个元素，不断对分，就能分成 64 组元素每组 2 个。这两个元素调整位置合并成 32 组 4 元组，再继续为 16 组 8 元组，等等。
显然，merge sort 是很容易做到 stable ，但缺点是它难以在原地 in-place 排序，需要额外的空间。这导致实际实现时，需要额外的内存复制。在大多数要求 in-place 排序（大多数 sort api 都是这样）的场合，比 quicksort 要慢，且需要额外的运行空间。
但在真实世界的应用场合，大多数需要排序的数据并非毫无规律。针对有规律的数据排序就可以在工程上针对规律做出改进。一个普遍的规律是：往往需要排序的数据本身就是基本有序的，至少很多片段是局部有序的。因为你很难一次性获得海量的完全随机的数据集。数据都是逐步变多的，如果它们之前的片段是有序的，在整合到一起后，大部分还保持着次序；或者是原有的次序经过少量的调整，破坏了局部的次序。针对这点，就可以对 merge sort 做大幅改进。python 最早的版本直接封装 C 的 qsort() 实现排序，但随着 stable sort 的需求日益增加，在 2002 年 Tim Peters 针对这类情况改进了 merge sort 算法，最终成为 python 排序算法的标准实现。这是一个混合排序算法，一开始并未正式命名，但随着它作为一个比 merge sort 更能适应现实数据集的算法被引入 java 等其它语言的标准库，大家就用第一次工程实现者的名字命名为 timsort 。btw , 它的核心想法并不新，在 Knuth 的计算机算法艺术第三卷的排序算法中就有提到。
timsort 最重要的核心想法是：既然现实中的序列并非完全随机的，那么我们就先找出序列中的有序片段 (run) ，再对这些片段进行 merge sort ，这样就能大大的减少 N 。比如在极端情况下，一开始序列就是完全有序的，那么 N 就退化成了 1 。但是，如果我们一开始完全把序列的有序片段都标记出来，就需要等长甚至更大的内存空间记录这些 run 。原本 merge sort 的缺点就是需要更大的额外空间，但它需要的额外空间是固定的。如果在最坏情况下额外空间的上限更高 ，作为通用库，这是不可接受的。所以，需要一个有着固定上限的额外空间来处理这些 run ，且最坏情况也不能超过 merge sort 。
我们可以把 merge sort 的 run 看成是固定的 1, 2, 4, 8 ... 虽然算法描述是递归的，但由于我们不会处理超过 2^64 个元素，所以递归深度非常有限（低于 64 ）。而且在这个固定规律下，很容易得到一个非递归的实现。当 run 的长度不固定时，Tim 认为用一个自适应的方法合并相邻 run 就可以了。应该尽量的将相邻的小 run 合并成更大的片段，而避免把已经很大的 run 上追加相邻的小 run 。至于为什么只能合并相邻的 run ，因为只有这样才能保证 stable 。
他提出顺着扫描序列，找到三个连起来的 run 就可以决定该合并哪两个更好。在 Wikipedia 上 timsort 页有简单的描述，还有一篇 blog 也有解释，cpython 的邮件列表里也有一篇叫 listsort.txt 的文档（链接以不可访问）。我全部读过后发现它们之间有细微的差别，这让我很疑惑。直到我读到 On the Worst-Case Complexity of TimSort 这篇 paper 才确定正确的描述。然后又看了 youtube 上 Quicksort, Timsort, Powersort - PyCon US 2023 talk 进一步印证了这点。
原始的算法是这样的：
用一个栈记录从头扫描每个 run 的长度。比如最后的三个 run 长度为 X Y Z ，其中 Z 是栈顶，也就是最后扫描到的 run 。
首先检查规则 A ：当 Z 长度大于 X 时，把 X Y 合并起来，栈顶留下 (X+Y) 和 Z 。
如果不满足规则 A ，再检查规则 B ：当 Z 大于等于 Y 时，合并 Y 和 Z ，即栈顶留下 X 和 (Y + Z) 。
若以上都不满足，但满足规则 C ：若 Y+Z 大于 X ，则也合并 Y 和 Z ，结果和应用规则 B 一样。
若三条规则都不满足，就继续向栈顶添加后续的 run ，重复这个过程，直到整个序列扫描完，最后依次合并栈顶两个 run 。
这套规则的想法是：尽可能的把较小的相邻 run 合并在一起，但如果连着三个 run 长度类似，避免将仓促合并，而继续看下一个 run 。但实现上需要给栈设定一个最大的上限，因为它是利用 C 的 stack 实现的，需要避免 C stack 溢出。如果遵循以上规则，保留 run 长度的栈就会从大到小排列，因为一旦有更长的 run 入栈，就会引起合并。规则 C 则保证了最前面（栈底）的那一项长度超过后两项的和。这可以保证整个序列最坏情况类似斐波那契数列，大致上是指数分布的。这样，栈的最大容量在 64 位系统上也可以用一个较小的值就能保证不会溢出。
在很长时间里，没有人去验证这个假设是否是严格正确的。这个算法也被抄到了更多地方。直到有人试图用形式化证明 java 的 OpenJDK 正确性才发现有问题。
比如，我们构造这样一个序列，92 28 20 6 4 8 1 ，前 5 项（92 28 20 6 4 ）依次入栈时，每一项都不会被合并，同时保证了依次递减，每一项都超过后两项之和。但接下来的 8 入栈就发生了变化，因为 8 > 6 ，所以 6 和 4 被合并位 10 ，序列变成了 92 28 20 10 8 ，这时，中间的 20 + 10 已经超过了前一项 28 。最后一项 1 入栈却并不会促使前面项的合并。这会导致算法根据算出的 2^64 项以内最坏情况下需要的栈容量上限偏小，精心构造一个序列就会导致栈溢出。Python 和 Java 在修复这个问题时采用了两种不同的方案。Python 增加了第四条规则：新入栈的 run 如果没有引起合并，要重复检查一次原有的栈顶三项，看前一轮合并适合做的彻底。这个方法后来被形式化证明是完备的，只不过每轮入栈可能需要多一次判断。Java 一开始的修复方案是重新计算了一个更大的理论上限。不过这个上限后来被证明又算小了，重新打了一次补丁。不过这只是理论值，继续构造一个序列，也需要相当大的长度，实际上并没有发生过。
依赖形式化证明堆栈上限看起来过于隐晦，需要一个更简单明了的算法确定保存 run 的栈大小上限，这是 python 3.11 引入 Power sort 的动机。了解 power sort 的设计思路可以从回顾 merge sort 开始。merge sort 本质上是基于完全二叉树的逐层合并，所以，即使用递归实现，栈深度也严格保证在 log 2 之内，也就是 2^64 元素最多需要 64 层深度，这是一目了然的。当 run 的长度不确定，由原始序列中固有的有序片段长度决定，我们还是可以让合并策略尽可能的近似完全二叉树。由于我们假设了原始数据局部有序，所以可以看成是提前做了一些合并，那么理论上需要的栈深度不应超过 mergesort ，最坏情况也是和 mergesort 一致。
所以，可以先想象一个虚拟的完全二叉树，然后在遍历序列时，把每个 run 和虚拟完全二叉树的 run 对比，找到相邻的 run 对应到完全二叉树上是否应该合并，还是已经被合并过了。由于完全二叉树可以通过非常简单的公式算出每个分支片段，所以并不需要额外的储存空间。算法就变成了每次看栈顶两个相邻 run 的中点落在哪里，找到它和虚拟完全二叉树上最接近的节点，记录下它的层级（power），越靠叶子节点的 power 越小，越靠根的 power 越大。由于节点数量限制在 2^64 ，所以 power 最大就是 64 。而合并规则就可以简化成：让保存 run 的栈额外记录每连个相邻 run 的 power ，栈中元素的 power 必须依次增大，如果减少，就合并栈顶两个元素，并重新计算合并后的 power 。显然，栈的容量上限就是 64 ，不需要过多的形式化证明。
powersort 未必一定优于 timsort ，但在实践中它几乎总是略微好一点：更像 merge sort 表现的那样，尽可能的先合并较小的 run ，逐层合并成更大的 run 直到完全有序。当然，它虽然减少了每次合并前的条件判断，但增加了一个常量时间的 power 计算，使用 power 来拟合 merge sort 的完全二分也不总是正确，这些都有可能导致在某些条件下比 timsort 略慢。但关键在于，它运行需要的栈上限清晰明了。
如果想更进一步理解 powersort ，非常推荐上面提到的 PyCon US 2023 上的那个演讲，其中有非常清晰的算法视觉化演示。
除去改进了这个如何启发式合并 run 的算法，powersort 的其它部分和 timsort 是基本一致的。timsort 的其它对 mergesort 的改进几乎都是针对数据局部有序做的，实时也证明非常有效。
其一，当数据基本有序时，合并两个 run 需要的额外空间可以大大减少。假设相邻的两个 run 原本就是基本有序的，只是很少的数据调换导致了分割成两片有序 run 。那么，我们可以用二分法找到前一个 run 中前一半不需要移动，以及后一个 run 中后一半不需要移动的两个端点。这两部分都不需要调整位置。剩下的两段，只需要更短的一半额外空间就可以整理成有序的序列。这是因为，我们只需要把其中一个 run 复制出去，然后在空出的位置上做合并。如果是前一半空出来，就从前到后合并；如果是后一半空出来，就从后向前合并。即使是最坏情况，也不会超过 N/2 的额外空间。
其二，在合并两个 run 时，如果发现连续取用其中一个 run 上的数据，就可以进入 Galloping 模式，即用二分法找到一段数据复制，而不是一个个比较。这里给 Galloping 设置了一个限界，逐个比较次数超过这个值时才启动 Galloping mode ，根据 Galloping 的成功率，动态调整这个值。
其三，针对逆序的数据做特别优化。因为把逆序序列倒转过来是很简单的，O(n) 就可以完成，但用传统 merge sort 的方法成本要高得多。在预扫描 run 时，检测前两个元素的次序就可以用来猜测这个 run 是正序还是逆序的。注：如果是逆序的，需要对相同元素做额外一点处理保证 stable 。
其四，由于 mergesort 是二分分治，所以在元素数量不足 2^n 时，复杂度其实是向上补足 2 的整数幂。即处理 1023 个元素和处理 1024 个元素近似，而处理 513 个元素也和处理 1024 元素类似。所以，分片的数量比 2 的整数幂略小一点最合适。timsort/powersort 解决这个问题的方法是设定最小的 run size ，它根据 n 的大小在 32 到 64 之间动态调整。在中间找到一个数 m ，让 n/m 最接近 2 的整数幂。这只需要取 n 的最高 6 位再加 1 就可以了。对于最小的无序 run ，采用插入排序。
2026-05-23 15:04:32
缺氧（Oxygen Not Included, ONI）和异星工厂（Factorio）都是自动化领域的神作，它们在 Steam 上都有自动化、基地建设、资源管理的标签，可见游戏体验上有相当多的相似之处。玩家群体也高度重合。但是什么造就了它们的独特性？而不会像 Satisfactory 或戴森球计划之于异星工厂那样，有着深深的同类基因。
从游戏核心上看：
缺氧把玩家放在一个有限资源的环境下，一切都是资源转换。玩家玩游戏是一个熵治理过程，把无序变为有序。除了玩家的主动行为，还有丰富的、半随机的、环境自然推演。缺氧的物理系统在很大程度上模拟现实，这减少了玩家的学习成本。但在细节上和现实有所不同：质量和能量都不是守恒的，随着玩家活动，物质会减少，热量可以被主动删除…… 这给了许多玩家对付系统熵增的武器。而一个封闭系统中的热力学熵增，就是玩家需要对抗的系统崩塌。
异星工厂（原版）这提供给玩家一个无限地图。扩张面对的是物流和自动化的指数级复杂度上升。（在原版中）玩家不断追求更大更快的自动化生产线，在这个过程中，需要增进对游戏系统的理解，找到在下一个指数级上的自动化解决方案。玩家很少会面临系统崩溃，虫子的威胁虽然存在，但几乎可以忽略。即使去掉虫灾威胁，游戏也几乎不会损失太多体验。
两个游戏都强调物流。玩家都需要通过规划设计，在 2D 平面上把物品的需求和供给连接起来。
异星工厂机械爪和传送带是其经典元素。但为老玩家所熟知的还有液体管道、火车、无人机等都颇具游戏性。这些物流手段的差异在于吞吐量、延迟、控制复杂度、能量开销，在玩家优化物流时，需要在其中权衡。
缺氧很少鼓励玩家优化物流效率。它实际上也有无人机和管道运输两种基础物流，但却和异星工厂是反过来的。异星工厂先引入的是轨道/管道物流，无人机则在科技树后期开放；而缺氧一开局就给了最智能的“无人机”也就是仿生人，只需要指定需求点，仿生人就能自动的搬运物品。轨道运输反而需要仿生人的技能点足够了才能点开建造。清扫器（对应异星工厂的机械爪）也显得智能的多：只要在其作用覆盖范围内，就能自动的满足需求。大多数场景下，甚至不需要铺设轨道（对应异星工厂的传送带）。
缺氧因为单个地图都不太大（DLC 更是减小的母星的规模），所以单个地图上仿生人跑图的成本非常小。物质被存放在三个环境：地图格、散落在环境中的碎片以及工人设施中。物流手段大体上都可以看作是在这三个环境中的转换。例如，有的机器和环境交换流体，有的连接管道。所有的机器的固体产出都以碎片形式掉落在环境中。清扫器（爪子）可以在工人设施间传递物品，也可以将环境碎片放置到人工设施中。仿生人和挖矿机都可以把地图格上的固体转换为碎片，但仿生人只能把少量流体擦拭为碎片，无法直接转换地图格中的气体。液体和气体碎片必须通过设施投放到地图格，固体则需要依赖物理规则和温度变换才能在地图格结块。
而在费人工环境下，物质转移遵循的是系统的物理法则；仅有人工环境才可以通过轨道转移物品。可见，无论是固体轨道还是流体管道，在缺氧中只是大系统中的一个小部分（而不像异星工厂那样是核心系统）。缺氧的轨道更多为了解决封闭环境问题：缺氧需要玩家维持局部生产环境，真空、特定气体、高温、低温。而仿生人虽然是一个相当智能的物流工具，却会因为其活动感染环境。轨道则可以解决环境封闭后的物流。
和异星工厂颇为不同的是，缺氧里用仿生人做物流的效率大大超过轨道运输，速度更快，吞吐量更高。比如你用装罐器在 A 处把液体或气体装罐，再在 B 处卸载。物流效率上甚至超过铺设专门管道。其实，在异星工厂中也有类似的设计：你用背包装满物资，人肉运输和装填，效率或许是最高的。只不过无法自动化而不可能在大规模生产活动中持久使用。
缺氧中的轨道多用于在不适合仿生人活动的环境中使用，或是用于热交换。
热是缺氧中最特别的东西。它无法通过物流手段直接搬运，只能通过同一格或相邻格之间的热传导。将一个格子或一个东西控制在某个温度范围却是游戏后期的普遍挑战，这是造成缺氧和其它游戏差异的重要游戏元素。
两个游戏都有采矿，冶炼、制造设施、建设基地的元素。它们都可以用一系列基础设施组合起来构建更复杂的模块。比如在异星工厂中，玩家可以设计搭建不同的核电站、炼钢车间；缺氧中也可以设计不同的动物养殖场等等。高级玩家都是以功能模块为单位设计基地的。
缺氧模块的元素比异星工厂要更细粒度。从游戏设定上来说，缺氧本质上只有四种模块的建设材料：矿石、金属矿石、精炼金属和人工材料。虽然看起来玩家还是要先把这些基础材料建设为人工设施，再用设施搭建模块。但因为建设好的设施还可以无损的分解回材料碎片，所以也可以看作是用这四种基础材料搭建模块的。而异星工厂则是把原材料在生产流水线中经过若干工序的加工为机器，再将机器铺在地板上。机器无法（通过游戏的基础机制）还原为材料。
两者对比，可见缺氧在用更少更基本的元素搭建复杂模块。缺氧很多时候需要用多个设施组合起来才有基本功能。比如用一个管道元素信号器加上一个流体截断器可以拼装出一个流体分流器，它依赖的是更底层的流体在管道中流动的规则。异星工厂中也有类似的东西，例如用多个二分器和传送带一起构建一个更复杂的分流器。但两个游戏的差别在于，异星工厂的原件组合的规则更直白一些，更多的场景是组合的规模；而缺氧往往用几个原件在相对隐晦的规则下拼装在一起，并有着说不清的边界条件。
由于缺氧中搭建模块必须靠仿生人行动，所以建设次序有时也很关键。比如说斜角方块可以在不破环封闭性的前提下挖开或修建，如果破坏了封闭性，可能会破坏环境的封闭性，增加不必要的后续补救操作。不像异星工厂，需要解决指数级增加的生产需求，游戏本身提供了蓝图支持。缺氧中大部分模块在同一局游戏中只用建设一次，熟练的玩家不仅要记住一个模块的样子，还要注意建设次序，或是根据环境以及不小心犯下的小错误而动态调整。缺氧中的模块从尺寸上来说要比异星工厂要小，但它提供了更多的分层：除了功能层外，电线、液体、气体、轨道、信号在不同层上，这让它在更小的网格区域提供了更多的复杂度空间。
异星工厂改建模块的成本是相对较小的。建设、拆建、升级，有了蓝图和无人机的帮助，只是下达一个指令，在宏观上管理即可。这给游戏在规模上递进提供了玩法基础。缺氧的改建成本有时会变得很大。从游戏设定上看，有些设施拆除的时间成本就建设的成本高。环境的破坏成本也远低于建设成本：典型的例子就是抽真空是个及其费时的过程，而挖开一个砖块就可能打破真空环境。这也导致了新手在把基地建得一团糟后，重开一盘往往是更好的选择。虽然异星工厂也有类似体验（没建好就重开），但重建基地要容易的多。
异星工厂中，机器只要通电解决好供给和输出，就可以无限运转下去。建设基地可以人工快速铺建，也可以通过建设无人机蓝图铺设。玩家在不断的解决自动化的后勤工作。这样设定的前提是：资源接近无限，需要提升的是生产模块，以并行处理来提升生产效率。
缺氧则通过指派任务来进行游戏中的活动。相当多的机器还需要仿生人操作。运行机器也是任务的一部分，和建设及物流并列。
虽然 Rimworld 在这方面类似，都是间接的像小人下达任务指令，但我认为在内核上缺氧还是更接近异星工厂一点。你甚至可以把仿生人看成是异星工厂中无人机的加强版本，几乎不会有人会对缺氧中的仿生人共情。而 rimworld 中的小人却有更多的“人”性。但和异星工厂相比，缺氧一个显著的不同点：缺氧中的任务是需要分配优先级的。这是因为下任务太容易，很容易堆积下永远无法完成的任务清单。但任务间隐藏的依赖关联，游戏的底层规则未帮你自动理清。
让制定优先级成本核心操作的基础是：资源有限，任务有限，单个任务的步骤繁多并有隐藏的依赖关联。
异星工厂是靠研发科技推动游戏进程。从游戏设计上来看，可以明显感受到科技瓶生产本后需要的产能级数上升。玩家可以感受到爬科技树推动着游戏过程。未解开的科技驱动着玩家增加生产率，解开的科技则引导玩家通过新科技升级生产过程。在（原版）通关后，还可以追求发火箭的速度，在更高效率产能的需求推动下，寻找更大模块生产的策略，同时，那些可以无限循环的科技也能进一步的促进生产效率。
缺氧的科技树很早就能完成，玩家从新手成长起来，更多的是不断增进对那些科技解锁的设施的理解。游戏的绝大部分时间，科研都不太阻挡游戏进程。在一盘游戏中，玩家要做的工程总数并不多：建设供氧，解决食物来源，发电，删减累积的热量，获取火箭燃料，取得太空材料，制造终极火箭。这些项目并没有直接写在任务书中，也不存在于科技树上，而是在玩家玩的过程中，通过发现环境的改变，需要面临新的挑战而激发出来。对比异星工厂那个写在科技树顶端的科研项目，缺氧中促使玩家发展的暗线是材料。获取更高熔点的金属，在极低温度下也能保持液态的制冷剂，这些都可以在更宽的温度环境下用老方法获得新东西，直到最终制备出液氢火箭探索时空裂隙。
2026-05-16 23:57:29
又玩了半个月的缺氧，目前累积游戏时间已达 645 小时，感觉对这个游戏有了更多理解。
我重新开了一盘，尝试用纯仿生人开局，依旧是保持 3 个初始小人开荒。仿生人不用吃食物，三个周期集中做一次呼吸，只要解决了能源问题，玩起来还是很舒服的。但仿生人需要定期上油，基本的方案是用排泄的残渣油做成润滑膏自循环。但我在查配方表的时候发现：润滑膏其实可以裂解成石油，而润滑则可以用菌泥榨成植物油替代。这样，似乎就多了一种方法在游戏初期拿到石油。
在我的理解中，缺氧的石油在开荒期的主要用途是做精炼金属的冷却剂，配合蒸汽机可以做到净增的电能。和现实常识不同，缺氧的世界是不遵守能量守恒的。金属精炼机消耗固定的电能功率，同时把金属熔解需要的热传递到冷却剂中。也就是输入固定的电能，输出不确定的热能。而蒸汽机则可将热转换为电。这导致，精炼某些金属，比如游戏开荒期急缺的钢，不仅不消耗电，还能产电。
但蒸汽机有个使用门槛：它只能将 125~200 度的蒸汽转换为 95 度的水。所以只有当精炼金属的冷却剂的温度提升到 125 度以上时，才可以用来发电。用水做冷却剂显然不行，因为水的沸点只有 100 度，冷却剂会气化，导致冷却管损坏。而石油是游戏初期最为常用的精炼冷却剂：它在 540 度左右才会发生相变。只要用石油做冷却剂炼钢，在炼钢的过程中会获得大量熔解铁的热，温度升到 200 度，然后送去蒸汽机还原为水，就能发电了，发的电将超过运行精炼机的电开销。
对大部分玩家来说，用石油冷却炼钢，通常是在游戏中学会的第一个主动热量控制的玩法。如果没有做足功课（比如看老玩家的攻略）自己研究缺氧的话，在面多了加水，水多了合面的试错过程中，一般会在基地变成蒸笼后第一次思考热控制的问题：看起来游戏中大部分的生产活动，哪怕只是小人闲逛，都是电能或生物能想热的单向转换。而游戏中提供的字面意义上的降温机器，似乎都在转移热量，而不是消除热量。这导致了整个基地的热会缓慢的上升，直到不适合生存。
初看蒸汽机需要在 125 度以上蒸汽的高温环境才能工作，却可以用来消除热，有点反直觉，细想又些合理之处。这就是游戏提供的挑战：先把温度（通过某种热交换）升上去，再用蒸汽机降下来，从中删除热。至于输出的 95 度的水依然温度很高，但绝对热量减少了。接下来，可以再利用冷凝机，消耗电制造温差降温（但不删除热），把温度继续降低到常温。这个过程也和现实不同，不遵守能量守恒：制造温差是需要输入电能的。
缺氧玩下去，直到通关。一直在挑战玩家，怎么获得极低的低温，如何掌控极高的高温。
和异星工厂这样的游戏不同。缺氧里没有直接的给出一个机器，造出来使用就可以制造低温材料或高温材料，也不是去到更远的地图上就能获得。这个限制在于大部分的机器都有一个工作温度，通常在常温附近，远低于制造机器材料的熔点。所以根本没法在高温环境使用它们。但仔细推敲游戏中的设施说明，似乎有一些端倪，比如碳炉没有工作温度限制，可以不断的炼碳堆积热量，似乎只要在一个密闭空间往里面塞材料，就能无限升温直到碳炉达到自身的融点。
看起来只要找到极高熔点材料来做碳炉就可以获得超高温环境了（实际操作却没那么简单）。
又比如，金属精炼机会把熔炼金属的热量输出到冷却剂中，而不是堆积在机器上。这使得它可以在室温下熔炼上千度的金属。找到合适的冷却剂就能把冷却剂加热到极高温度……
冷凝机也是如此：它可以无限把输入液体降温，只不过将热输出到自身的环境中。只要能找到凝固点极低的液体材料。事实上，缺氧的通关挑战就是制备出液态氢做燃料驱动终极火箭探索时空裂隙。
其实，不仅仅是高级材料。游戏中海暗藏了诸多并非依赖特定材料的温控挑战。一般来说，更复杂的方法都意味着生产效率。
缺氧的世界里，资源是有限的，玩家能做的大部分活动，都是在转换材料，而不是生成新的。而且在转换过程中，不仅不遵守质量守恒（表面上大体遵守），还伴随着质量损失。冶炼是将矿石变成金属、种植是将泥土变成农作物、烹饪是将有机物变成食物、进食是将食物变成废水……如果游戏世界里不存在火山和流星雨的话，游戏一开始看到的由海量砖块构成的整个世界终将变成虚无。更高级的转换方法意味着更少的损耗，不光是原料，还有生产过程中花掉能量对应的损耗。
以石油为例，如果只是查阅游戏手册的话，会发现最直接的制造方法：从原油精炼。但这个过程只有 50% 质量的原油转换为石油，平排放少量天然气。btw, 这质量减少或许对消除热反而是件好事。虽然原油精炼机本身会产热，但由于质量衰减，一些原油中的热被同时删除了。
但是，如果你能有办法把原油加热到 402 度的话，它们会 1:1 相变为石油。相当于产能提高了一倍。而且没有排放到环境中的天然气这种副产品，不需要做额外的气体管理。石油精炼机需要小人操作，但通常 400 度高温，想用一般人员操作的机器去做也办不到，只要找到方法，还可以节省劳动力。
由于采原油需要消耗水，而石油发电则可以产生废水。当原油和石油的转换比例为 2:1 时，用原油精炼石油发电的过程，水时亏损的；但如果有办法将转换比例提高到 1:1 ，水反而有正收益。这相当于，采集原油不仅不耗电耗水，还可以用来发电产水。
人工产生高热的方法有很多，比如上面提到的烧窑炉，还有熔炼玻璃（玻璃熔炉可以产出高达近 2000 度的熔融玻璃），但想利用它们却不简单。最容易想到的方法其实是利用地图底层的岩浆，它们有 1600 度的高温，只需要把热抽出来即可。这就是所谓的地热裂解石油。
我在最近的一盘新游戏中，倒没有在开荒期裂解石油的想法，因为油井要在第二颗星球上才有。我想的是怎样更早获得第一箱石油用于炼钢。仿生人的排泄物残渣油和原油一样，可以在高温下相变为石油，只是问题稍高一点，需要 450 度，但制备方法也是非地热无它。所以，我就尝试了在游戏开荒期开发地热。由于是开荒期，能动用的材料和人力都很有限，玩了两天后，我感觉对游戏的热交换机制有了一些新理解。在推特上和玩友进一步讨论后，索性在沙盒模式下测试了一些新想法。
如果在网上搜攻略，会发现地热开发都需要建设一个不算小规模的模块。通常，用金属砖或砖石砖把岩浆块中的热向上导引到高处，然后用一个金属气闸和模块连接并密封。这个金属气闸就是热桥。当用信号开启时，密封环境下的金属气闸打开会形成真空，而在缺氧的设定中没有热辐射，真空是完全隔热的；当金属气闸关闭时，金属材料会高效的传热。
导入的热可以轻松的把原油加热到 400 度 （或残渣油需要的 450 度），直接无损变为石油。
但上面制备出石油只是最简单的一步，难的是如何将高温石油降温利用。一般攻略里会教你做逆流换热：让低温原油接触高温石油，在原油加热的同时，石油也降温了。这通常做一个置顶向下的之字形通道，让高温石油自行流下，而低温原油在管道中逆流向上，一路和石油换温。等原油抵达加热处（顶上引入的岩浆高温块），预热的差不多了，只差临门一脚；石油流淌到最下方，也降低到可以接受的温度。
这里需要注意的是裂解时的温度，如果超过 540 度会继续相变为高硫天然气。所以一般会额外做一个热容器让裂解时温度变化稳定一点。
为什么网上找到的几乎都是逆流换热这个方法？我思考了一下，这是游戏机制决定的策略。
游戏中大部分机器的工作温度上限是 75 度，如果用金汞齐材料可以提高 50 度，用钢可以提高 200 度（后期还有更好的材料，但需要到游戏晚期）；所以，125 /275 度几乎就是用机器操作的温度上限。超过 275 度后，必须利用游戏物理规则，而不是机器来控制世界中的物质。
在缺氧中，物质存在于三种状态，环境中的砖块、环境中的碎片、单位的附属物品。环境中，每个格子都只能存在一种物质砖块，或是固态或是液态或是气态或是真空，砖块会依据游戏的物理法则在环境中运动。固体几乎不能动；液体会流动，并受重力影响下落，气体会扩散，并据摩尔质量而分层。当玩家去影响这些砖块，可以把这个砖块变成碎片掉落在所在格，再可以拾取带在身上或放入机器中变为物品。
一旦砖块变为碎片再转变为物品，玩家就可以利用各种手段在游戏世界中移动它们。但温度就是它们之间的门槛。超过了机器的工作温度，无法用机械手段处理它们：不能把固体放进运输轨道、流体塞入管道。比如，当你想对超过 275 度的环境物体进行降温，不能拿起它们放在一台可以降温的机器中，而是需要把你可以控制的低温物品用管道送去它的同一格，依靠游戏物理法则交换温度：低温物体升温，高温物体降温。
那么，是否可以把原油转变为 400 度的石油就放在那里，静候它降温呢？理论上，它们最终会和环境保持一致的温度。但这个过程时间很长。缺氧中的自然运动都非常缓慢。但这还不是重点，重点是如果你把常温的原油变成了高温石油，等于往你的活动区域注入了相当大的热量。如果你不消除这些热量，最终都会反映为活动环境的温度上升。石油质量不小，300 度的温差意味着大量的热量。1kg 的原油，300 度温差大约是 50 万 DTU 。而一台蒸汽机全速工作，每秒大约能删除 80 万 DTU 。
这就是为什么，必须用升温得到的石油去加热常温的原油。只有这些，带入环境的热才相对更少。假设你引入地热把原油提升 300 度变为石油，再把这额外的 300 度温差转移到下一批同等质量的原油上，那么除了第一批原油，后面你就没有引入额外的热量。但不引入额外的工作，无法做到 100% 的热量转移，所以最终还需要一点点的主动散热才能做到热量平衡。
我这几天反复在沙盒中尝试的是：能不能做到一个较小且简单的模块做到把原油升温，再对其降温，做到热平衡。根据计算，光靠蒸汽机肯定是不行的。游戏中不设工作温度的工具实在有限，但因为限制，反而可以在有限的选择中尝试。
典型的是气闸门，可以随便用信号开关。前面已经提到气闸门可以用来做热桥，多个气闸门串联似乎还可以用来推动流体。但我不太想构建过于复杂的自动化机构。
流体容器和泵都有工作温度，这意味着无法把高温流体塞进管道控制流向。即使在低温段进入管道，当温度上升后，也无法做限流等控制，唯一例外的排出口，即从管道系统中排放到环境中是不受温度限制的。
直接在室温和 400 度高温之前控制不太可行，我们需要的是温度的梯度变化控制。275 度到 450 度之间完全不能主动操控，125 到 275 之前可以有限操控，125 度以下可以随意控制。
每次控制的质量多寡是有差别的。一次处理的质量很少时，温度变化很快，需要小心不要越过相变点；一次处理的质量很多时，需要累积很长的时间，长周期往往意味着环境会累积很多不可预期的变化。尤其时流体，对环境中的大质量砖块花很长时间升温或降温，就必须考虑这段时间它的流动行为。
如果只是想处理第一点点油，不考虑热平衡的问题，可以把地热引出来，在旁边放个小水库自然降温。虽然热进入了活动环境（水库温度上升了），但量少可以接受。这就好比游戏开荒期，都是抱着一个小水库炼第一批钢的。关键的技术点是怎么引出岩浆中的热。
这是我的方案，和网上常见的攻略不同，我用的是一些更早期的材料，适合在非常早期快速启动。在图片的红框处用了一点小技巧，那么个被碳掩埋的温度传感器。只需要挖开一个空格，在上面做一个温度传感器，并用煤做一个变温板。因为煤在 200 多度就会相变为精炼碳，所以就坍塌为一个碳方块，但温度传感器被固体掩埋后可以继续工作。用这个方法下面接上气闸门做的热桥和金属方块（图中是金属变温板）就可以非常安全精确的导入地热了。
因为这里我们需要的温度不超过 500 度，它们的材料用铜制就可以。接触岩浆的部分，虽然岩浆有 1600 度（邻接岩浆的深渊晶石 1300 度），但气闸门连续导热时间不会太长，实测最高温度在 1000 度之下，用铁（而不是钢）也是安全的。但铜的熔点太低，不可以使用，这包括连接闸门的信号线。注意：在热传导中，信号线/电线/管道等的导热是不可忽视的，不能光关注砖块。
这个建议地热装置把导热块设定在 400 或 450 度，超过就打开气闸门（关闭热桥），导入的环境的最高温度不会超过设定温度之上 20 度（算上开关热桥本身的时间差），由于自然换热，方块之前会趋向热平衡，方块不可能自然升温超过最高温方块。这个温度传感器得到的温度，是整个系统中的理论最高温度，所以这个依赖这个温度信号的机构是绝对安全的（石油因为超过温度而气化）。
从上面滴入原油，靠环境加热到相变温度后，会变成石油，继续滴入原油，两者需要占据两个格子，所以液面会提升。最终被挤上去，落入右侧的自然降温区，靠右边的水池降温。
除了下面的热桥，需要自动化控制的是上面的滴落口。如果一次加的原油太多，来不及变成石油。这里的方法是在低落点检测元素，发现是石油的话就继续滴。因为原油的密度比石油大，所以滴下来会沉在最下面和导热块直接接触，并把之前裂解的石油挤上去。推友提示说，石油和原油密度不同，单个格子石油质量有个上限，所以这里用液压传感器也可以（原油可以制造的最大液压超过石油）。但我尝试过之后，发现液压控制要求一次处理太多原油（单格装满），这样单个制备周期过长。
为了长期运行，我设计了一个带自身热平衡的模块。和网上传统的模块比，显然规模要小得多。我已经在沙盒中稳定的运行了 100 多周期。
它本质上也做了一个逆流换热机构，只不过不是用得自然流淌的通道，而是让低温原油在管道中绕圈做自循环。
低温原油先绕进右下的黄色区域，这个区域也是石油的最终出口，保持温度在 120 ~ 170 度左右，原油会对其降温，并将自己预热，部分回流到左上的初始区。长期运行的结果会将左上角的原油初始区温度提升到 120 度左右（所以这里的泵需要至少金汞齐）。
黄色区上面有一个主动降温区（绿色框），和黄色区用金属砖接触，用蒸汽机降温，同时可以稳定输出一定的电力。由于蒸汽室最低温度会停在 125 度（蒸汽机停止工作，也就不会输出 95 度的水继续降温），所以黄色区域在长期运行的温度下限就是 125 度。在初期由于有低温原油降温，温度会更低。如果持续有常温原油输入的话，黄色区会降低到一个更低的温度。但为了安全，黄色区的水泵还是钢制比较妥当（稍微超过了金汞齐的上限）。我在的设定是 130 度以下就把石油抽出。
橙色区是中温区，温度在 170 ~ 250 度左右。和黄色区用气闸门隔开，制造出温差。它的区域不大，只有 2x4 格，里面放了一圈自循环的管道。原油进入后，会不断循环升温，直到红色区域放行进入。
红色区域下面和地热源接触，本身的空间更小。更小的空间保证了一次加热的高温油不会太多。依然是一个 2x4 的管道死循环。这里设定管道温度达到 400 度的相变温度才从上方滴落。当然，在启动阶段，如果红色区域为空（液压检测），也允许滴入。这让红色区域的温度大部分时间都接近 400 度，滴落的液体瞬间就变成石油。当红色区域超压就会开门放入橙色区。同时，从原油从橙色区的自循环管线进入，原来黄色区管道中循环的液体进入橙色区，橙色区管道中循环的液体进入红色区。管道系统的三个循环圈逐级升温。
绿色框的主动降温区用了一个冷凝机额外对蒸汽机降温（使用上面那个独立水箱做冷却液）。它的工作时间不长，所以蒸汽机本身的发电就够用了。蒸气室内的温度几乎不会超过 170 度（因为最高温受红色区的高温限制），其实用金汞齐做冷凝机也可以。但我试运行时还是用了钢。
这个模块中几乎没用什么自动化信号，就是简单的用温控气闸门，以及最终的水泵。因为只靠温度控制，所以可以看到模块中混杂了石油和原油。这是因为没有设计额外的机制保证原油不从 A 区漏出。但这关系不大，在黄色区抽出的时候过滤一下即可（绿色区右侧有一个过滤器）。原油重新回到循环中是无害的。
它只所以不需要复杂的自动化控制，是因为原理很简单：
低温原油先在低温区转圈，把原油加热到低温区的平均温度。如果中温区有空位，就进入中温区，否则一直循环；同理，高温区没有空位，原油就在中温区循环；高温区会在管道中把原油温度加热到和环境一样的温度。环境中是原油和石油的混合液体，由地热砖持续加热。地热砖达到上限温度（我设为 500 度）就断开热桥，严格保证高温区的温度上限。
当（很小的）高温区装满时，打开闸门，将部分液体放入中温区，同时由于有了空位，中温区的原油管道进入高温区。
中温区和低温区的闸门由两个区域的温度同时决定。如果中温区温度不足（高温区的高温石油流入不足），或低温区温度太高（主动降温还不充分），它们是隔开的。这保证了中温区和低温区的温差，降低了用蒸汽机的压力。闸门的控制温度是反复实验的经验数字，衡量标准是让蒸汽机 90% 以上的时间都在持续输出电力，又来得及把最终石油的温度控制在 130 度左右。
附：水管接得很混乱，如果设计一下应该可以规划得更好。
2026-04-28 21:06:28
最近一个月，我一直在玩《缺氧》(Oxygen Not Included) 。前几年玩过 100 多小时，算是比较熟悉了。但这个月又高强度的玩了 300 多小时，目前总游戏时长为 485 小时，感觉对这款游戏有了一些新的理解。
最初喜欢上这个游戏，是想找一个类似《异星工厂》的以自动化为核心玩法的基地建设类游戏。Factorio 是我最喜欢的游戏之一，游戏总时长达 2905 小时，是放置类游戏之外我花的时间最多的游戏。我很想看看类似游戏还能向什么不同方向发展。这两个游戏的目标都非常类似：在无人星球上殖民，建设一个基地发射火箭逃出升天。它们的拓展玩法有相似之处：发射第一枚火箭只是游戏的开始，需要继续探索星空和不同的星球，面对更复杂的挑战。所以，我一开始是从 Factorio 的角度去看待 ONI ，随着对游戏的理解，才发现它们其实有不同的内核。
ONI 初看的确像是 Factorio 和 Rimworld 的结合体（btw, Rimworld 我也有 123 小时的游戏时长，对它也有初步了解）。和 Factorio 的传送带特色不同，ONI 是基于类似 Rimworld 的工人驱动基地运作的。但 ONI 里的工人没有 Rimworld 中复杂的社会关系和社会情感联系，更像是一群无情工作的机器人。所以我认为它们像是 Factorio 里的无人机加上了细致编排任务的能力。
但玩了这么长时间后，我认为 ONI 和 Factorio 有着巨大的区别。
Factorio 的运作方式是简单清晰明确的，玩家可以在明确规则下不断扩大生产规模，而不同规模下的自动化需要解决不同的问题。所以，Factorio 玩家常说 The Factory Must Grow 。所以，Factorio 鼓励蓝图的使用、Mod 和游戏本体之间相互促进、不断完善更丰富的自动化手段。游戏除了标志性的机械爪传送带外，还有流体、电力和热量系统，它们都以相当简单的规则运作。其中略复杂的流体系统，在 2.0 也被简化为超级水箱，把“流动”去掉了。
ONI 的底层逻辑或许也很简洁。但它模型并非基于确定性规则的物流。相对比 Factorio ，玩家首先理解的是物品怎么在传送带上移动、如何被机械爪抓取；液体如何被传递，这些都和物流有关；但 ONI 首先传达给玩家的是气体的扩散和液体的流动，它们都是在环境中自动进行的：不需要玩家铺设轨道，玩家也难以精确控制它们。稍微深入游戏后，玩家还会发现，贯穿游戏的难题是热量。热同样以某种规则在环境中以单元格为单位交换，但热却无法作为一个实体直接操控。玩家需要去控制某个区域的温度，但却没有直接的手段。游戏后期最大的挑战是制备液氢制造远程火箭，这需要极低的温度；还需要驯服金属火山和岩浆，这又需要处理上千度的高温。
在缺氧中，资源在初期丰富但却有限。从游戏中期开始，玩家就会发现资源越来越紧缺，玩家的绝大部分手段都是在做资源转换：将 A 转换为 B 并可能伴随着质量损失。而绝大部分原始质量就是地图板块上的那些砖块，并不会凭空变多；相比而言 Factorio 的地图趋于无限，只要你肯向远方发展，永远有采不完的矿，解决好物流即可。同时，随着 ONI 中的生产活动，花掉的能量全部转换为热量。大多数游戏手段都是把热从 A 传递给 B ，而让热净减少的手段却极其有限，且藏得很深。
不看攻略的话，从游戏内对各种设施的字面解释很难直接找到减少热的方案。这也是新手通常都会在中期把基地变成 40 度以上的蒸笼而束手无策。初见游戏时，看到游戏界面中的文字大篇幅的罗列每种材料的比容、热传导率、热特性、固态液态气态的转换温度等会觉得离自己很远，但熟悉游戏后会发现，这些才是核心要素。
我最初玩 ONI 完全不得章法，基地盖得奇形怪状。这倒是和最早玩 Factorio 很像。但和 Factorio 不同，我并不完全靠自己摸索理清条理。看了几篇 ONI 的攻略后，我照着攻略指示修建基地，知道每个阶段要解决什么问题，大致怎么做。和 Factorio 明确的科技树驱动不同，ONI 的科技树其实爬得很快。玩家很少被卡在科技上，甚至在游戏中期就能解锁大部分科技，整个游戏过程也不会被科技进度卡住。真正困难的是，大部分科技解锁的物件，从字面理解上都很难想到它能做什么，有什么副作用。我感觉从这点上，ONI 的门槛比 Factorio 要高，很需要攻略引导。
前几年，我最初的 100 小时游戏就是按某篇攻略引导玩进去的，并深得其乐。但最近几百小时，我发现自己琢磨能玩出非常不一样的感受。游戏流程也和之前攻略引导的体验截然不同。最显著的差异就是：我最新的一盘直到在第三星球开荒，一共只养了四个小人。其中三个是开局选的，第四个是在第二星球上系统送的。也就是整个游戏过程，我都没有在传送门要一个新的小人。
绝大部分 ONI 的攻略都不会介绍这样的玩法。玩家或许把不加人手的玩法视为高手的挑战，但我是在理解了这个游戏的内核后，发现这是推进游戏进程的最佳手段之一，而且游戏过程会非常轻松。我来解释一下这种游戏思路的内在逻辑：
前面说到，游戏的大部分资源都是地图上的方块。只有喷泉和流星雨是从外部补充的净增加质量，对眼冒金星 DLC 而言，母星去掉了流星雨就只剩喷泉。游戏过程的生产活动，本质上都是资源转换。例如，你可以把小人看成将氧气加食物转换为二氧化碳和废水的转换器；食物则通常是由动物或植物将泥土转换而来，烹饪过程可能有净水参与。把两者联合起来看，小人把氧气 + 泥土 + 水转换为了二氧化碳和废水。
最大的例外是科研，基础科技是对水和泥土的净消耗。也就是水和泥土消失了，点亮了科技树。
同时，所有的生产活动都需要消耗能量。这是一个能量到热量的转换过程，最终反映为地图温度的升高。这个游戏本质上是在治理混乱，即减少地图的熵。把地图上的不同砖块转换为有序的基地，有效的维持玩家主动导向的转换过程，同时系统以某种内在规则让物质在地图上自然流动：这包括了重力作用下的液体流动、开采的砖块碎片自然掉落、气体分层等。由于一切转换器（工人、动植物、机器）都有适用环境，生物需要对应的气（液）体环境、光照、温度；机器相比生物对环境的要求没那么苛刻，但也是存在的。所以玩家建设基地就是分两个阶段处理问题：一开始的建设阶段把对应的材料搬运到位、随后的维护阶段维持环境的稳定性。
无论玩家养多大的工人规模，科研的总净开销是一样的。游戏的前半段，需要的核心转换是 1200 kg 的钢，用于制造第一台制冷机。因为制冷机+蒸汽机组合是游戏最稳定的将热净减少的方式。铁转换为钢的过程受限于石灰的产能，通常在初期是蛋壳。需求和产能也是恒定的，也和工人规模无关。
而且，游戏里大量的资源转换环境其实起的作用更大，并不需要花特别多的人力，而玩家只要用小人下达指令后，更多的等下去静待花开。
更少的工人意味着在产出第一台制冷机前，更少的生产活动，更少的做资源转换。维持工人的核心在于平衡氧气到二氧化碳的转换过程。这里分两个问题：制备氧气和处理二氧化碳。
制备氧气在前期主要是两个途径：用藻类转换或分解水。
藻类是相对有限的，但养活三个工人和八个工人其实区别不大（通常不会消耗完），细微的差别在于挖空地图导致的空间扩大导致的气体扩散。虽然总量不变，但熵增加了。新手很容易到处开挖，但我的经验是越早把基地封起来有选择的逐步扩展才会减少要处理的问题。
电解水制氧看起来干净的多：不需要挖藻类，而初期基地周围的环境水本身就需要治理（否则无法按规则规划基地）。但游戏隐藏了一个副作用是新手很难注意到：电解水制氧会产生额外的热。前面说到，游戏本质上的核心挑战就是热治理。所以我认为把这个问题推迟（到科技树基本爬完）有极大好处。所以，保持一个极小团队，有利于推迟电解水制氧。事实上我最近一盘游戏直到游戏后期需要氢气之前都没有电解水。
另一个问题是处理二氧化碳。在发射近程二氧化碳火箭之前，二氧化碳几乎没用。有两种手段处理它：用碳素脱离器处理掉，或存起来。因为中后期一定会适用二氧化碳火箭，我认为存起来比较好。但在开发太空前，很难找到低温区液化或固态化二氧化碳，保存气态二氧化碳非常占空间。所以，二氧化碳转换得越少越好。早期在开发太空前一定会用煤炭发电过渡，这是部分二氧化碳源头，另一部分就是工人的日常呼吸了。更少的工人意味着呼出越少的二氧化碳。电力消耗也会因为工人数量减少而略微减少，但少的不多。人数增加而增加的电耗主要是在食物制备。科研、生产石灰、精炼金属这些基本需求倒是和工人规模相关性较少。
工人偏少最明显的劣势是干活的人少了，玩家可能会觉得游戏节奏无意义的变慢，实则不然。在 Factorio 里，新手通常不太愿意扩大生产规模，因为那意味着脱离已经经营好的舒适区。但 ONI 不同，规模化生产在游戏大部分时段几乎难以带来好处。玩家在中前期要解决的问题并不太多，一步步总能做完，它们并不能靠扩大生产规模提升效率。相反，人越少要做的维持生存方面的工作越少，专心做推进科研和基地发展的步骤就可以了。用三人团队发展，从游戏内时间看，迈入游戏中期的总周期数比一个八人团队明显要长，但实际游戏时间却不会增加太多。这是因为，游戏内小人干得慢了，但可以用最高速度推进游戏时间；而大规模团队通常会用最慢速度玩游戏，甚至还要时常暂停。本质上来说，维持最小团队，推进游戏需要（点鼠标）的操作数量变少了。小团队也会大量减少中后期工人闲置的时间。
另一个优势在于：工人干活是会加经验升级的。升级带来了能力的成长，提高了工作效率。因为总的工作量差不多，所以越小的团队，经验越集中，就能更快的得到几个高素质的全能工人。劣势或许是人数太少发展需要的技能不够，在多人团队中，这往往是不同发展方向的人承担的。无论开局怎么刷，三个人都无法全部覆盖需要的专长。但我的经验是：在中期洗点，只要规划好每个阶段需要做什么，完全够用。例如：只有在装修和做化石勘探任务时才需要大师艺术，做完就洗掉即可；同理，铺设传输轨道需要的高级技能，也可以在需要时再点出来，做完项目就洗掉即可。
最近玩 ONI 给我的感受是：玩游戏不能着急，需要规划好，一次做一个工程。这其实是一个慢节奏游戏，让小人生存并不难。下指令容易，但执行需要很长的游戏内时间。相比 Factorio 会发现，修建一个设施需要极长的时间：改造场地环境、远距离搬运材料、建造；改建（拆除）甚至比建新的还久。但 ONI 一盘游戏必须要做的工程并不算太多，几乎都是一次性的。所以，这个游戏不像 Factorio 那样依赖蓝图，反而因地制宜处理问题更多一些。尤其是，环境的自然变化：液体流动、气体扩散都需要很长的时间，把游戏节奏慢下来，利用好环境的自然变化反而要做的总工作量会减少。欲速不达是新手常犯的错误。例如，不把基地封好就出门到处乱挖，导致后期治理要花更多时间。尤其是病毒进入基地、不可呼吸气体混入氧气环境都是一瞬间，但再想处理干净却是及其费事的。
这些小问题（环境的恶化）并非致命，但会潜在削弱长期的工作效率，或增加远期治理的工程量。新手和老手基地往往在视觉上就有极大不同：整齐规划的干干净净。装修房间，清理杂物是看起来短期收益最小的工作，装饰度提高的长期收益很容易被忽略，尤其是人手不足的时候不想先做。但实际上，这种迟早要完成的工程，只要不影响生存，反而应该早点完成。
ONI 对我来说，最重要的游戏体验是不断发现小问题并提出解决方法。这得益于游戏内的物理规则制造的环境让同样的问题有不同的解决方案。每种方案都很难做到完美，总有一些副作用，而游戏者对游戏理解越多，就越能清楚如何承担这些副作用。
比方说，制备氧气是游戏的基础，游戏名就叫做 Oxygen Not Included 。但所有的制氧方案都是把氧气排放到环境中的。好在小人生存需要的氧气也是从环境中摄取。但一旦需要提取氧气使用：比如冲入氧气面罩或太空服，就需要把氧气放进管道，从环境中分离氧气就麻烦的多。直接的方法是用抽气机加气体分离器。看起来很彻底，但需要的能耗却不应忽视。不想 Factorio 那样，缺电就想办法扩展电网，ONI 里要考虑烧煤导致的二氧化碳治理问题，能量消耗带来的热量问题，这些都是短期看不到的问题，但长期游戏必将受到影响。
藻类制氧可以制造一个纯氧房间，这样就能节省一个分离器。但人工添加藻类时可能带入的二氧化碳就可能是一个干扰因素。运输轨道和无人机运输都是解决方法。环境气体元素信号器不耗电，可以用信号控制减少制氧室混入的其它气体，也能解决一部分问题，但不彻底。不过，ONI 中其实不需要彻底解决问题。因为和 Factorio 不同，在 Factorio 的传送带上混入杂质会堵塞整条流水线，必须手工清理；而 ONI 偶尔在氧气管道中混入一点杂质气体，只会引起设备的损坏，小人会自动修理。只需要权衡这个维修开销是否能值回票价：剩下的气体分离器的开销。为了让优化掉气体分离器更有价值，ONI 里大部分机器其实是不太耗电的，或是有极短的工作时间，大部分闲置，所以整个机器需要的总电量在优化得当时并不高。而气体分离器这种只要通气就得需要长期工作的机器反而显得功率占比很大。对比 Factorio ，传送带筛选器是不耗电的，除了太空上的空间限制，都是鼓励你使用。这个差异导向了不同的游戏体验。
同理，电解水制氧，你可以在管道中分离氢气和氧气（以及环境中可能存在的杂气），也可以设计好房间利用气体的自然环境分层。但依赖环境一则需要用时间来换，二是气体扩散过程的随机因素导致不能 100% 确定。
凡涉及气体隔离和液体分离都有类似问题。最常见的是制作真空室，它是做氯气消毒室的前置，也是做辐射管道的基础，还可以用于隔热。从多道气闸的信号控制，再或不同水门（用液体隔开不同的空间，同时让人可以穿行）的搭建方法，都伴随着很多隐晦的副作用。例如看似完美解决问题（隔离真空室）的水门可能带来一瞬间让小人湿身的负面 buf ，或是可能让无人机浸水，还可能因为温度变化液体发生相变。ONI 中并没有直接提供一个可以完全隔离两个空间的气闸门，而是设计成开门会有一小段时间漏气或漏水，这留下了很多的操作空间。
ps. 如果你真的想不耗电过滤气体，在充分理解 ONI 的流体系统后，可以用气阀和管桥巧妙的搭建出一个机构解决这个问题。有兴趣可以在 youtube 上找 3 Ways To Filter Gas! Oxygen Not Included Tutorial / Guide 这个视频来看。
最后，介绍一下我的游戏开荒流程，可以作为针对网络上其它常见攻略流程的一份补充。开荒指基本开发完母星和第二星，用短程火箭开发第三星，并研究出中程火箭，可以去更远的星球。
2.0 眼冒金星的标准模式中，第二星和母星有传送器互联，可以双向传输人和物资，所以可认为是一体的。如果玩经典模式，即更大的母星则需要做一些调整。
如前文所述，我的游戏流程最大的不同是只用系统给的工人，不招募任何新人。所以初期一直用三个人，在第二星上获取第四个。如果有“神秘隐士”这个故事特质，可以在最后招募一个高属性小人作为补充。但最好不要选“梦境合成器”故事特质，因为需要通过延长睡眠时间（甚至专门的做梦团队）获得全员属性提升很不划算。毕竟全员也没几个人。
可以把游戏开荒过程看成是若干个小的项目，因为人手少，所以大致串行完成这些项目即可。
第一个项目是挖出基本空间，并开发初级科技。
开发初级科技只需要泥巴（一级）和水（二级），这是一切的基础，所以必须最先完成。挖出最小空间额外建两房间，其中一间卧室，一间临时厕所。初始传送门自带光源，所以可以就地改造成科研室。房间全部用 16 * 4 的规整空间，可规划为以中间通道为轴堆成，每层左右两间，纵向发展。我倾向于左侧生活区，即科研室、卧室、卫生间、食堂、温室，后期保持 25 度以下环境温度；右侧偏生产，放置更多热源。左右两侧之间留两格的通道即可，一列纵梯，预留一列滑杆。
由于高压电缆和变压器有极高的负面装饰，所以我倾向于放在工作区的更右侧并用墙隔开，然后每层靠墙设一个变压器，然后是检修用的第二梯子加纵向高压电缆。高压电缆的右侧可以留下未来的无人值守区，用于发电、蒸气室等。进入无人区需要留一个房间放氧气面罩站。
综上，基地横向每层三个 16 * 4 的房间，两个纵向通道。
在这个阶段，厕所是临时的，可以扔在右侧工业区，未来会拆掉。而生活区的卧室是永久的，所以可以建在科研室的正上方（初期氧气充沛）。至于水源，早期基地附近肯定有，可能面临的问题是占据了规划中的房间位置。所以需要留出足够位置，不用破环规划。
在第一个阶段，如果克制的开挖空间，是不需要制氧的。因为不招募新人，所以地图上的氧石挥发氧气就足够用了。食物也不需要补充，开局送的营养棒和挖土翻出来的淤泥根够吃，所以不需要修建食物压缩机。唯一要建的是人力发电机和科研台（唯一耗电设备）。
第二个项目是建造卫生间。
我之前看的攻略大多是快速建立煤炭发电来取代人力发电机以节省人力。但我认为人少的时候初期生存压力也少（因为系统开局送的生存资源是一样多的），人力其实完全够用。三个人大致的分工是一个科研，一个发电，一个建设。相比烧煤发电，通旱厕反而是更浪费人力的工作。如果顺利的话，完全可以在两个旱厕都堵住前，让自动化卫生间投入使用。
卫生间的水是可以自循环的。即冲厕所和吸收用的水远少于小人排除的废水，配合净水器反而有废水的净产出。需要考虑的是如何处理多余的废水不要堵塞管道的问题。一般的解法是让多余的废水送去液培砖种芦苇。之后做太空服正好需要芦苇。
至于地图附近有没有芦苇可以拔来种要看随机刷的运气，通常是有的只是远近问题。采芦苇时应该采取最小空间破坏原则，挖到就把路重新堵上，避免带入过多病毒，以及不必要的氧气扩散。
卫生间和净水房分开，我试过两个方案，其一是和卫生间上下两层，净水房后面兼做农场；后来发现更好的是左右两间，兼做仓库。
注意这里卫生间产生的废水净化后不要引入净水储备，因为其中有食物中毒病毒。让它们自循环和种芦苇即可，和基地其它用水完全隔离。如果节奏安排得当，还可以点出装桶和倒桶科技，同样放在净水房中。这时就可以拆掉一开始的手压水泵，并把拆掉旱厕扔出来的废水投入卫生间的水循环中。这可以省掉基地外额外挖一个坑倒废水的工作。
废水最好能尽快处理，尤其是在它挥发太多的污染氧之前完成。基地中混入一些污染氧虽不致命，但影响工作效率。
这个阶段，工作量其实是不均等的。科研的活最多，但当然不能让小人闲下来。但原则是整理基地，即使是收拾杂物也比向外开挖更重要。
第三个项目是修建米虱壁虎农场和哈奇煤炭生产间。
米虱是重要的食物来源，人少的话可以吃很久，而且腌制米虱由于保质期很长，还可以在其后用于短途太空旅行。不少攻略建议这时开始种蘑菇，我认为在人少够吃的情况下完全不必。倒不是种蘑菇麻烦，是因为处理菌泥带来的病毒需要的步骤较多（需要收集氯气消毒）。如果不处理病毒的话，就涉及后面会面临的病毒治理问题。
普通壁虎很好捉，但养出产塑料的变种比较花时间，所以要尽早养。如果运气好在附近挖出小动物变异器这个故事特质就更省事一些，不然多生几次蛋也能出来。塑料不是很着急，开荒需求也不多，完全可以等养出滑鳞壁虎产出。不需要特地去建石油产线做塑料。
哈奇可以把砂岩转化为煤炭，开荒期电力省点用的话，就不需要出去挖煤了。而且哈奇产蛋量较大，蛋壳是开荒要的那 1200kg 钢的原料，石灰的稳定来源；而且少量的生蛋可以作为食物补充。对于稍微有点规模的基地，比如传统的 8 人基地，这点生蛋肯定不够吃，但超小的 3 人基地，则不容忽视。这也是不需要种蘑菇，后期也不需要种冰霜小麦的原因之一。
如果运气不错在地图中间找到同伴芽的话，可以挖回来种上传播花香。但这属于锦上添花。
这个阶段如果氧气不足，可以随便加两个藻类制氧机。
第四个项目是装修基地，扩建出氧气室和发电房。
随着基地的扩大，为了提高物流效率，早点点出滑杆科技是有价值的。因为煤炭发电出的比较晚，所以二氧化碳问题不会太严重。空出一个房间专门制氧是有必要的。通常放在基地上方右侧的工业区，因为一般而言制氧过程都伴随着热量产出（单纯藻类制氧不严重）。为了减少后面分离出纯氧的难度，早点在上方留出纯氧室比较好。
这时不推荐电解水制氧，原因前文已经阐述了。但养壁虎需要一点氢气，推荐在地图上抽过来，否则电解一点水也也是可以的。
发电房放在基地最右下，后面会和其它部分隔离开，所以要留出一个房间用于内部的氧气检查站柜。
第五个项目是出门前的准备，包括密封基地，氯气室，氧气站、太空服等。
这个项目的目标室把基地和外部完全隔离开，出门带上氧气面罩，最好是太空服。氯气室用来消毒。但不需要一步到位，一开始只需要抽取附近环境中的氯气。扩建基地一定会遇到氯气区，这时需要先在入口先建好气泵，然后密封抽真空。这个过程漏一点氯气无所谓，反正随着时间会自然分层，到时候在基地下方和堆积的二氧化碳一起分离即可。抽出的氯气装箱后，通到基地的出口洗矿。这是很多新手会忽略的开发步骤，因为病毒的危害并不会立刻显现，但是处理病毒的过程会比较漫长。
如果病毒进入基地，处理起来也不算麻烦。如果前面卫生间水循环搭建正确，应该不会有食物中毒的问题，主要会遇到的是粘液肺，多见于挖开菌泥区。如果种蘑菇的话，不洗掉菌泥上的粘液肺，就很容易在基地蔓延开。粘液肺在纯氧环境会慢慢消失，所以除了隔绝病毒外，重要的是净化掉基地内的污染氧。同时，吸入一口污染氧还会给小人一个短期的负面 buf 。所以在基地口的氧气面罩检查站外，需要和出门气闸间留一点空间，避免开着门换衣服。
前面几个项目按部就班的话，因为只有三个小人，所以生存完全不会有压力。操作强度也不大，或许游戏内的周期过了不少，但大部分时间都是在加速运行的，真实游戏时间不需要太长。
接下来要做的事情主要有两个，都是需要出门完成的：为开发第二星做周全的准备以及开发星球表面发展太阳能和火箭基地。
开发二星一般需要挖通三个设施，分别是小人传送站和发送以及接收物资的站点。我觉得把物流提前打通，也就是把管道都修好再去二星会让后面的工作简单很多。这样一到二星，就立刻可以利用母星的资源。
眼冒金星 DLC 的开局母星非常小，所以都不会在很远的位置，应该马上就能看见。挖路要尽量少挖，用最短距离挖过去，然后把管线拉通即可。穿好太空服再做这个工程可以提升不少效率。顺便还可以把附近的故事特质完成了，尤其是小动物变异器对获取滑鳞壁虎很方便。
但是，铺设固体传输管道需要大量金属，所以可能需要专门开采铜矿。采矿机就非常有用了，可以节省大量人力。但如果从机器拉电缆可能比较费事，比较简单的方法是做电池，使用两个袖珍放电器就可以带动一个采矿机。电池还可以用于物流无人机，早点做两三个无人机，完全就不会有物流负担，基地的杂物也会自动被整理的干干净净。
另一方面，直接向上挖通地表即可，也穿上太空服。到了地表后第一件事就是铺太阳能板。早点关掉煤炭发电可以省去好多麻烦。路上如果遇到低温区，可以把玻璃和金属精炼等热量大户先临时塞进去，这样就不会破坏基地内部的温度。后面建好蒸汽房还可以搬回来。
一旦攒出 1200kg 的钢，就可以开始搭建蒸汽房了。蒸汽机加冷凝机是最通用的热量消除机构。因为蒸汽机是唯一一个确定且直接的设备，可以热量转换为能量。它吸入 125 度以上的蒸汽，转换为 95 度的水，同时发电。这里发电是次要的，最重要的用途是这个过程热量消失了。但为了获得 125 度的蒸汽，除了在后期可以利用环境外，稳定的主动手段就是使用冷凝机。它的工作原理是输入高温液体，输出低温液体（可以用于基地其它的降温用途），其中的温差变成热量有机器本身散发到环境种。所以，冷凝机本身不消除热量，它只搬运热量。虽然系统本身热量减少了，但冷凝机的工作过程会产生大量的环境热，它正好用于把水烧为超过 125 度的蒸汽。但这样，冷凝机本身必然处于高温中，所以必须用耐高温的钢来制作。这就是开荒需要 1200kg 钢的原因——制造第一台用于烧开水的钢制冷凝机。
怎么搭蒸气房网上有很多介绍，这里就不细讲了。但我想说的是，可以参考攻略，但完全不需要抄攻略中的图纸。一旦明白原理，自然会有很多想法，肯定会做出不同的蒸汽房设计。ONI 和 Factorio 不同，它更难存在最优解，一切都和游戏过程相关。
如果是三人基地，其实搭蒸汽房降温的需求并不强烈。比如我玩的最新一盘，搭好蒸汽房后，基地平均温度才不到 20 度，要解决的是略微增温而不是降温。但温度调节迟早是需要的，工业化温控这是必须完成的基地设施。当然这不是唯一的路径，有兴趣的话还可以试试用冰霜萝卜控温，或是将高温二氧化碳到地表固体化带走基地的热量。
一般来说，开发第二星的主要目标是建立起石油产线。表面上看起来，石油是工业化生产塑料的基础。但其实游戏的开荒期塑料需求并不大：装修完基地，改造地板和梯子，建立通向地表的载人管道，这些用壁虎产出就足够了，完全不需要通过石油生产。
石油除了中后期做石油引擎的中程火箭外，最重要的用途是用于金属精炼的冷却剂。所以我们只需要做一点点出来就够用。
一开始只能用水做金属精炼冷却剂。如果背靠冷源，比如附近就有低温喷泉，那么这种天然冷却源就可以稳定的工作很久。但如果自己在基地内部做冷却循环，就会发现经常需要修机器。因为金属精炼，尤其是炼钢，会放出大量的热，让冷却液迅速升温。而水超过 100 度就会气化，太低温度会结冰，这些相变都会破坏管道。放置温度巨变要么需要一个相当大的热容器，比如上面提到的大水池，尤其是天然冷源；要么就需要很复杂的自动化控制机构。虽然把玩自动化机构也值得玩很久，但更简单的方法是换成石油做冷凝剂。油的比热容比水小，炼钢时温差更大。但这反而是优势。因为超过 125 度的油就可以用来烧开水，用蒸汽机带走热量，同时还能回收部分电能。
所以，游戏中蒸汽机加炼钢也是一套基础的机构。懂得原理的话，也可以玩出很多很多不同的设计。
第三个星球就需要找出火箭去了。它通常很近，所以用二氧化碳引擎最简单。这时，游戏前期存的那些二氧化碳就用得上了，而且二星上的石油工业副产品也是二氧化碳，可以直接传送回母星，基本是不缺燃料的。
二氧化碳引擎速度快，尾焰温度低，对环境破坏最小。唯一的缺点是不能造大火箭。但小小的单人空间把弄起来也格外有趣。火箭部分我完全没看过攻略，有了前面足够的游戏经验，我感觉自己摸索更为有趣。火箭上主要需解决的问题是怎么让小人在里面舒服的活上几天。燃料和航程在这个阶段都不需要考虑。
而小人的需求无非是食物、卫生和氧气，以及避免高压力。
这个时候，因为人少的优势，每个人都会成长的很好，所以洗掉不必要的技能点，只点出驾驶的话，压力完全不会是问题。短途并不需要储备太多的食物，如果是两三天往返的话，随便扔点食物在火箭内就不会挨饿。
氧气用藻类制氧机就能解决，只要在出发前排空舱内的二氧化碳即可。如果肯盯着高气压的负面 buf 的话，把高压氧气压入舱内也能用很久，这样也可以不必设制氧机。所以这里也有很多不同的解决方案。舱内空间非常的小，所以需要做很多空间上的选择。
最后是舱内上厕所的问题。无疑需要用壁挂强排厕所最省空间，但充厕所的水怎么办？我第一反应是装个水箱，但一个水箱（3x2）就占掉了一半的有效空间。随之发现，其实排灌器就是用来这里的。1x2 的空间可以存 200kg 的水，只是用于冲厕所搓搓有余。
等开发完第三星球，以及搜罗完太空的数据卡，基本上科技树就爬完了。这时可以拆掉基地的科研设施，开始转石油火箭去更远的星球拿石墨做富勒烯，制造超级制冷剂。利用它降温才能制备液态氢，然后就是做液态氢引擎达到最大航程通关游戏了。
我暂时还没有玩到最后，所以这里就无法介绍后期的游戏体验。
2026-04-12 20:52:17
可可已经在三年级下学期了，数学似乎还是有点问题。这个阶段考试成绩其实都不会太差，但一旦作业或考卷上的错题并非粗心大意就值得警惕。乘除法是二年级学的，三年级已经在学两位数除一位数的除法。但会计算并不难，计算只是一项机械性技能，难的是理解乘除法的意义。理解乘除比理解加减法困难的多。
我翻出几个月前的一篇 blog，发现过了 4 个月，她的问题依旧：乘除法作为一项计算技能和其背后的意义是割裂的。这导致了很多问题到底如何解决一筹莫展。固然多作练习就能开悟，毕竟几乎没有成人回头看小学数学会觉得难以理解的。但我还是想尽力搞清楚她的小脑袋里到底是哪打结了。
今晚讲一道相当简单的数学题：
有 96 个鸡蛋，8 个一盒装，可以装多少盒？
可可不知道如何解决这个问题，我一开始是很诧异的。我先反复确认她理解了题目的文本，并非语言理解的问题。真的是无法联想到应该使用除法这个工具，而 96 这个数字过大，即使不使用除法，也不知道该如何处理。我默不作声，让她仔细想想，她愣在那里不知所措，都急得掉眼泪了。
我决定一步步推演这个问题。
先问一个简单的版本：有 12 个鸡蛋，10 个一盒装，最多可以装满几盒？
我本以为她能一口答出，但可能是前面的问题受挫，她还是不知道如何下手。我想想，从桌游盒中找了一堆 token 和若干小碗，说你自己装碗试试吧。装完 12 个后，又把问题改成了 30 个，她重新摆弄了一次，这下明白了。
我说，现在要把道具收起来了，换成草稿纸，你该如何解决这个问题呢？
我教她用减法：用 30 - 10 = 20 ， 20 - 10 = 10 ，10 - 10 = 0 ；数一下一共减了 3 次。可可说，我知道了，其实不用数，只要看数字是几十，那么就是几盒了。
那么，回到一开始的问题，不是 10 个一盒而是 8 个一盒就不能直接看出来了，该怎么办呢？可可说那我也会：她从 96 - 8 = 88 开始一步步的做减法计算，很耐心的减到了 0 ，数了一下是 12 ，中间居然没有算错。
我说，96 / 8 = 12 ，并不真的要花这么多时间做减法。你其实会算除法，只是不知道除法有什么用。除法就是连续计算减法的次数，就好比乘法就是连续做多次加法一样。你需要把 token 一个个放进碗里的过程抽象化成数字写到草稿纸上，打草稿就是把脑子里想的东西具象化出来。这个过程借助数学符号可以更简单。数字是符号，加减乘除也是符号，符号能帮助你思考，但先要明白这些符号代表的道理。
我再换个问题：
有 80 个鸡蛋，8 个一盒装，可以装多少盒？
可可没犹豫，马上告诉我是 8 盒。我说你别着急，拿草稿纸仔细算一下。她算完不好意思的告诉我是 10 盒。我画了张矩形图，给她讲解了一下 8 x 10 = 10 x 8 的道理：10 行 8 个与 8 行 10 个其实只是图形旋转了一下，总数是一样的。
那么，从 96 个鸡蛋里先拿出 80 个装满 10 盒后，剩下的还可以装多少盒呢？她计算了一下 96 - 80 = 16 ，16 / 8 = 2 ；然后 10 盒与 2 盒合在一起也是 12 。
再看除法的竖式草稿，其实是一样的。
今天花了一个小时讲这道数学题（她的考卷上的错题），这次似乎真的懂了。
2026-03-11 14:49:58
soluna 集成了 lua 虚拟机，但默认构建方式是将 lua 库静态链接到唯一的执行文件中。这将导致无法以动态库的形式外挂 Lua 的 C 扩展。
这是因为，如果独立编译 Lua 的 C 扩展库，通常需要链接 Lua 的 C API 。标准的方法是动态链接 lua 实现，如果静态链接 liblua.a ，会导致进程中有多份 lua 的实现。在 Lua 的历史版本中，这将导致运行期错误。
这是因为，Lua 的实现中有一个静态的“空”对象，所有的 nil 都指向这个对象。如果进程空间中有多份 Lua 实现，就会出现多个空对象。运行时的数据结构中会引用这个空对象，而不同副本的实现将“空”和自身保留的“空”对象引用做比较时，就会出现错误的判断。
在更早期的版本，出现这种链接出现的项目，bug 会隐藏得很深。所以后来 Lua 增加了 luaL_checkversion() ，倡议在外部库初始化时调用，除了检查版本号，还会检查当前执行的 lua 实现是否和虚拟机创建时用的实现是同一个副本。
但不知道怎样正确链接 lua 的项目（保证进程中只有一份 Lua 实现）还是太多，从 Lua 5.4 以后，这个“空”对象就被移入了 lua_State 这个运行期结构。以牺牲一点运行时的代价，挽救那些似乎永远也搞不懂“加载和链接”的程序员。终于，错误的链接 Lua 也能不出错了。
但我还是认为，在同一进程中置入多份 Lua 实现是不好的。
注：这也是 Windows 动态库的一个独有问题。因为 Windows 的 DLL 不允许有未完成的符号，必须在编译链接时指定所有符号（Lua C API）的来源；如果是 Linux ，可以不链接 Lua C API 的库，在运行时加载动态库，加载器就能把进程内的对应符号装载起来。
回到题头的问题：soluna 静态链接了 Lua ，并未导出 C API ，要用 C 写额外的库怎么办？
曾经在 Ant Engine 中，我采用了一个方法：提供一个假的代理动态库，提供所有 Lua C API 的符号。外部库可以动态链接它，而它将所有 Lua C API 调用转发到 engine 内部链接的 Lua 实现中。
这样做的好处是，即使是预编译好的 Lua C 库，只要它正确的以动态链接形式链接了 Lua ，就能直接被 Ant Engine 加载。如果不需要外部库，这个代理库也可以不发布。
今天，我想给 soluna 加上类似的特性，但尝试了新的方案：外部库在构建时额外实现一个简单的入口函数，它不依赖真的 Lua 实现，而是链接 soluna 项目中的 extlua/extlua.c 这个 Lua API 代理实现。再由 soluna 的定制加载器来加载这个外部库。
比如，我有一个叫做 foobar 的外部库，原本的实现是这样的：
static int
lhello(lua_State *L) {
lua_pushstring(L, "Hello World");
return 1;
}
extern int
luaopen_foobar(lua_State *L) {
luaL_Reg l[] = {
{ "hello", lhello },
{ NULL, NULL },
};
luaL_newlib(L, l);
return 1;
}
当我们编译成动态库时，导出的 luaopen_foobar() 是库的入口。lua 的 require 可以正确的导入它。但这个实现依赖若干 lua C APIs ，例如 lua_pushstring() 等。
如何在 soluna 里正确加载它呢？我们需要在调用 luaopen_foobar() 这个入口函数前，将进程中的 Lua C APIs 注入这个动态库。
在这个方案中，只需要链接 soluna 项目中的 extlua/extlua.c 单个文件，然后导出一个额外的库入口函数：
extern int
extlua_init(lua_State *L) {
luaapi_init(L);
luaL_Reg l[] = {
{ "ext.foobar", luaopen_foobar },
{ NULL, NULL },
};
luaL_newlib(L, l);
return 1;
}
这个函数的第一行需要调用 luaapi_init(L) ，它的实现在 extlua.c 中。然后用 luaL_newlib() 注入原有的模块入口函数即可。
luaapi_init(L) 并不依赖任何 Lua 的内部实现，只依赖 Lua 的一个官方宏 lua_getextraspace() 完成了注入 Lua C APIs 的魔法。
这是个有趣的技巧：
lua_getextraspace(L) 的官方定义是这样的：
#define lua_getextraspace(L) ((void *)((char *)(L) - LUA_EXTRASPACE))
每个 Lua_State 结构前都保留有一个指针的空间，可以用来传递数据。soluna.external.load 会构建一个空的 Lua 虚拟机，并把所有 Lua C APIs 的引用放在它的 extraspace 。因为上面的 extlua_init() 是一个标准的 lua_CFunction ，所以可以用标准函数 package.loadlib 读出。传入这个带 C APIs 的空 Lua 虚拟机，luaapi_init() 就能正确的导入所有 API 了。随后的 luaL_newlib() 会把所有真正的入口函数放在这个空虚拟机中。当然，只是一些字符串（入口名）和 C 函数指针。
接下来，soluna.external.load 再从这个虚拟机中把整个入口函数表复制到当前虚拟机，并销毁掉这个临时虚拟机，就完成了整个外部模块的动态加载。
soluna.extlib(name) 的实现是这样的：
function soluna.extlib(name)
local extlua = require "soluna.extlua"
local filename = assert(package.searchpath(name, package.cpath))
settings = settings and soluna.settings()
local entry = assert(package.loadlib(filename, settings.extlua_entry))
return extlua.load(entry)
end
要使用上面例子中的放在 sample.dll 中的库 ext.foobar 只需要这样：
local libs = soluna.extlib "sample" local foobar = require "ext.foobar" assert(libs["ext.foobar"] == foobar)
即使要静态链接 sample 模块（iOS 不支持动态库，可能必须静态链接），只需要采用以下编译方案即可正确工作：
luaapi_init() 定义为一个空函数extlua_init() 这个入口函数导入