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PATH: BlockUpdate/02-连续的方块更新及其分析方法.md

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##02 连续的方块更新及其分析方法

本部分将教学 Minecraft 中更深层次的更新机制，以及如何分析更新顺序

基础部分

方块的一般更新行为
理解栈、认识深度优先搜索
将三维空间的 DFS 抽象为树结构的 DFS 的分析方法
铁轨的更新顺序实例分析

进阶部分

一般栈（1.18 及以前）和人工栈（1.19 及以后）
CCE 更新抑制的原理
粉板更新抑制的原理
OOM 更新抑制的原理

#2.1 方块的一般更新行为

一般情况下，方块总是以先 NC 更新、后 PP 更新的顺序发出更新。要深入理解更新理论，必须清楚一个概念：更新不是一个单一的事件，而是一段 “过程”。

示意图如下：

plaintext

10 LINES|

方块 A：├── 发出 NC 更新│   ├── NC 更新触发了一些事件│   │   └── 这些事件又触发了一些事件│   └── 这些事件运行结束了│   * NC 更新完成 *└── 发出 PP 更新    ├── PP 更新触发了一些事件    └── 这些事件运行结束了    * PP 更新完成 *

// SYNTAX_HIGHLIGHT

例如，当方块 A 发出 NC 更新后，更新到方块 B，此时 B 改变状态，又发出 NC 更新。更新过程如下：

plaintext

13 LINES|

├── 方块 A 发出 NC 更新│   ├── 方块 B 受到 NC 更新│   ├── 方块 B 状态改变│   ├── 方块 B 发出 NC 更新│   │   └── 什么都没有发生│   │   * 方块 B NC 更新完成 *│   └── 方块 B 发出 PP 更新│       └── 什么都没有发生│       * 方块 B PP 更新完成 *│   * 方块 A NC 更新完成 *└── 方块 A 发出 PP 更新    └── 什么都没有发生    * 方块 A PP 更新完成 *

// SYNTAX_HIGHLIGHT

一般讨论的NC 更新顺序指的是发出 NC 更新的先后次序，PP 更新顺序同理，也是发出 PP 更新的顺序。从上文中的示意和例子我们可以看出，在较为复杂的更新中，PP 更新顺序也可以近似认为是方块 NC 更新过程结束的先后次序。

#2.2 Minecraft 中的更新方法

我们将通过一些生动形象的简单例子，让你循序渐进地理解更新这一复杂过程是如何发生的。

例如下面这串 bud 铁轨为例，更新其中的 A1 会怎样发生什么样的事情呢

#2.2.1 更新顺序的分析方法

~~想要理解更新，我们就需要先抛开更新不谈~~

想象一下，你是一个强迫症，此时此刻你正拿着许多火把在一个矿洞。

由于你是强迫症，你将完全遵循以下规则：

你走到每一格都会插一根火把
每走一个格就按照西东下上北南的顺序寻找有没有格子
如果有格子可走，就立刻进入
无路可走的时候就往回走
走回头路的时候会捡回放下火把
走回岔路口的时候如果还有其他方向没检查完就继续检查

按照上面的规则，我们来看一下下面这个矿洞你会如何探索

最开始，你位于在 A1，于是你在 A1插下火把
你开始按照西东下上北南的顺序寻找岔路，你发现西方有一格可走
你进入这个格子（B1），插下火把，继续检查→发现西方有路，进入 C1，插火把，检查→西方有路，进入 D1，插火把
哎，这个时候你按照西东下上北南的顺序检查完发现没路了，于是你收起火把往回走（进入 C1）
西你检查过了，于是检查东下上北南，发现没路，收火把，回到 B1
东下上都没路可走，但是当你检查到北的时候你发现有路，于是进入（C2），插火把
检查完发现没路，收火把回到 B1
B1 检查完没路，收火把回到 A1, 你开始检查其他方向
！东方有路，进入 B3 插火把→东方有路，进入 C3 插火把
无路可走了，收火把回 B3 →没路，收火把回 A1
检查剩余方向，南方有路，进入 B4，插火把
无路，收火把回 A1
A1 无剩余岔路，收起火把，探索完毕

这个探索矿洞的过程就是更新的过程，其中“插火把”是发出 NC 更新（入栈），收火把是发出 PP 更新（出栈）。至于这个 “栈” 是什么意思，你可以参阅附录 - 专有名词解释→栈与调用栈,而这种更新方法就是深度优先搜索（DFS）

让我们用一种更加形象的方式理解例子中的更新过程。我们可以将 NC 更新的入栈看作 “逐步深入”，NC 更新的出栈，也就是 PP 更新看作 “逐步返回”。那么，让我们将上文中的图画得更加形象一些，并且再多加入一些节点：

图中为 A1 发出更新后的更新链。上方为北侧。

从图中就能够很好地看出：

NC 更新顺序：A1->B1->C1->D1->C2->B3->C3->B4

PP 更新顺序：D1->C1->C2->B1->C3->B3->B4->A1

将更新行为想象为一个点，这个点从 A1 出发，按照一定的更新顺序移动，并且 “不撞南墙不回头”。那么，这个点的移动路径就构成了图示的箭头。逐步深入的过程就是入栈或 NC 更新，“回头” 的过程就是出栈或 PP 更新。

需要注意的是，这里的分析将 PP 更新简化了。因为通常情况下，PP 更新并不会导致连续的方块更新¹。要分析 PP 更新，方法和 NC 更新是类似的，从栈的角度分析即可。

#2.3 常见的更新顺序分析

#2.3.1 BUD 铁轨链更新顺序分析

让我们以一个实例来尝试分析更新顺序

已知铁轨在状态改变时，先发出 NC 更新，后发出 PP 更新。图中是一串处于 BUD 状态的铁轨链，1-5 铁轨位于东西走向。问：音符盒按下后，铁轨熄灭的 NC 更新和 PP 更新顺序分别是？

当音符盒按下后，发出 NC 更新。毗邻的 1 号铁轨受到 NC 更新，改变自身状态，发出 NC 更新，更新到 2 号、再到 3 和 4。在 4 号铁轨处，4 号铁轨先对东西侧的 5 号铁轨更新。5 号铁轨受到更新后改变自身状态，发出 NC 更新，不再有后续 NC 更新，于是 5 号铁轨此时发出 PP 更新。退回到 4 号铁轨，4 号铁轨再更新南北侧 6、7 号铁轨。深入到 6 号铁轨，6 号铁轨发出 NC 更新；再深入到 7 号铁轨，7 号铁轨发出 NC 更新。7 号铁轨更新结束，发出 PP 更新。退回到 6 号铁轨，6 号铁轨发出 PP 更新。退回到 4 号铁轨，4 号铁轨发出 PP 更新。再退回到 3、2、1 号铁轨，3、2、1 号铁轨发出 PP 更新。

所以，

NC 更新顺序为：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7

PP 更新顺序为：5 -> 7 -> 6 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1

#2.3.2 考虑 NC 更新方向的分析 *

此部分并不常用，读者可选择性跳过。

图中铁轨链方向如标注所示，铁轨链为南北向。我们以最北端的铁轨为例分析其不同方向的 NC 更新顺序。

NC 更新按照西东下上北南的方向顺序发出。当最北侧铁轨熄灭时，它先发出西侧、东侧更新，无事发生；再发出下侧、上侧更新，无事发生；然后发出北侧更新，无事发生；最后发出南侧更新，更新到南侧铁轨，后续更新即可按上文中的方法分析。

假如我们在该铁轨北侧制作一个 BUD 装置，那么这个 BUD 装置会先被更新，然后南侧铁轨再进行连续的 NC 更新。

而如果我们考虑对六个方向的 NC 更新中，对上侧方块的 NC 更新的顺序，那么它就是自北向南，即由近到远。

让我们再考虑到 2.3.1 中的例子

音符盒为 1-5 铁轨链的最西侧，仅考虑 1-5 铁轨链的 NC 更新。

当音符盒按下后，1 号铁轨受到更新而熄灭，先发出西侧更新，无事发生；再发出东侧更新，更新到 2 号铁轨，2 号铁轨开始更新…… 等到 2、3、4…… 铁轨更新结束后，1 号铁轨的东侧 NC 更新完成，1 号铁轨继续更新下侧、上侧、北侧、南侧。

此时如果我们考虑对上侧方块的 NC 更新的顺序，它就变成了 5、4、3、2、1，也就是由远到近。

那么读者可能就会想问：既然 NC 更新的顺序还要考虑方向性，我们学习 2.3.3 的发出 NC 更新顺序又有什么用呢？

用处有二：

用于分析 PP 更新。通常我们使用铁轨链时，多用侦测器来观测，因此这实际上是为了帮助我们分析 PP 更新的。
NC 更新的方向性是在 2.3.3 的基础之上的，只有理解了 2.3.3 才能更好的理解方向性。

#2.3.3 练习

上文中的第二个例子我们并没有考虑 6、7 号铁轨。读者可尝试分析考虑 6、7 号铁轨时，整个 BUD 铁轨链对对上侧方块的 NC 更新的顺序。

答案：5 -> 4 -> 6 -> 7 -> 3 -> 2 -> 1

#Footnotes

墙、栅栏等元件在受到 PP 更新后改变状态，并发出 PP 更新，这类方块可能会触发由 PP 更新导致的连续的方块更新。但这不在通常需要分析的情况内。 ↩

#Footnotes

墙、栅栏等元件在受到 PP 更新后改变状态，并发出 PP 更新，这类方块可能会触发由 PP 更新导致的连续的方块更新。但这不在通常需要分析的情况内。 ↩