Go语言32位系统下高精度GPS计算的执行时长优化

注意！
最初的问题源于我对32位系统上64位类型的误解。原来我的代码出错是因为将本该用float64的值误用为float32，这让我误以为32位系统无法使用float64，评论区的@BurakSerdar和@Adrian很快纠正了这个问题。为了不使评论失效，我保留了下方的原始问题。

重构后的可行方案 #

我重构了代码，得到两种可行方案：一种基于@PakUula的回答，采用int64与字符串操作实现；另一种采用float64实现。float64方案的执行时长约高25%，但代码可读性更强。

基准测试结果（树莓派3上运行） #

BenchmarkAll/int64Method-4            286648          3977 ns/op          32 B/op          3 allocs/op
BenchmarkAll/float64Method-4          242878          5000 ns/op          24 B/op          2 allocs/op

Float64 实现方法 #

func float64Method(msg []byte) string {
    payload := msg[6:]

    latFloat := float64(int32(binary.LittleEndian.Uint32(payload[8:12])))
    precFloat := float64(int8(payload[24])) / 100

    latSum := (latFloat + precFloat) / 1e7
    return fmt.Sprintf("%2.9f", latSum)
}

int64 实现方法 #

func int64Method(msg []byte) string {
    payload := msg[6:]

    rawLatUint32 := binary.LittleEndian.Uint32(payload[8:12])
    rawLatInt32 := int32(rawLatUint32)
    rawLatInt64 := int64(rawLatInt32)
    fixLat8 := int8(payload[24])
    
    highPrecLat := rawLatInt64*100 + int64(fixLat8)
    negative := (highPrecLat < 0)
    sign := ""
    if negative {
        sign = "-"
        highPrecLat = -highPrecLat
    }

    latInt := highPrecLat / precision
    latFrac := highPrecLat % precision
    return fmt.Sprintf("%s%d.%09d", sign, latInt, latFrac)
}

我曾寻找可直接将4字节小端值转换为int32的方法，但内置包中似乎没有该功能。

原始问题 #

我正在使用树莓派3（32位）与Ublox M8 GPS接收器开发地形测量系统，代码采用Go语言编写（版本Go 1.19.2）。

Ublox接收器会生成包含高精度GPS位置的字节消息，纬度和经度值分别由1个4字节有符号整数（I4）和1个1字节有符号整数（I1）组成，字节序为LittleEndian。

高精度坐标的计算方式为：Degrees * 1e-7 = I4 + (I1 * 1e-2)，最终需显示为带9位小数的度数，例如：Lat: 48.944665243°, Lon: -13.117730989°

由于我对Go语言（及数学计算）的知识有限，遇到了问题：32位系统下内置数据类型无法处理此类精度的运算，因此我使用math/big包来获取正确结果，但math/big的运算耗时极高——在64位系统中使用内置类型和字符串格式化可实现需求，而使用math/big后处理时长变为原来的4倍。

我寻求改进这段代码的建议：是否有无需使用math/big的更佳实现方式？同时我也不确定自己对math/big的使用是否正确。

latFloat := big.NewFloat(float64(int32(binary.LittleEndian.Uint32(payload[12:16]))))
precFloat := big.NewFloat(float64(int8(payload[25])) / 100)
latSum := big.NewFloat(0.0)
latSum.Add(latSum, latFloat)
latSum.Add(latSum, precFloat)
multip := big.NewFloat(0.0000001)
latSum.Mul(latSum, multip)
h.Lat = fmt.Sprint(latSum.Text('f', 9))

此外，我对binary.LittleEndian解码也有疑问：是否存在无需通过binary.LittleEndian.Uint32方法，直接将4字节小端值转换为int32的方式？当前的转换步骤显得多余。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者authoritah