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第19节:加法运算中,神秘中间变量的类型

发布时间:2020-06-10 发布时间:
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从业十年,教你单片机入门 第19讲:

在开始本节内容之前,先告诉大家前面第十一节内容有一处笔误,unsigned long的数据长度应该是4个字节,而不是3个字节。

上一节提到了一个“隐藏中间变量”的概念,两个加数相加,其结果先保存在一个“隐藏中间变量”里,然后再把这个“隐藏中间变量”赋值给左边的“保存变量”。这里的“隐藏中间变量”到底是unsigned int类型还是unsigned long类型?为了研究它的规律,在keil自带的C51编译环境下,我专门编写了好几个测试程序来观察实际运行的结果。

“保存变量”=“加数1”+“加数2”;

我测试的程序如下:

(1)“保存变量”为 unsigned int类型,“加数1”为unsigned char类型,“加数2”为unsigned char 类型。

unsigned int a;

unsigned char x=0x12;

unsigned char y=0xfe;

a=x+y;

运行结果:a等于0x0110。

分析过程:两个char类型的数相加,当运算结果大于char本身时,并没有发生溢出现象,int型的“保存变量”a最终得到了完整的结果。

初步结论:这种情况,“隐藏中间变量”应该为unsigned int 类型。

(2)“保存变量”为 unsigned long类型,“加数1”为unsigned int类型,“加数2”为unsigned char 类型。

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

a=x+y;

运行结果:a等于十六进制的0x0010。

分析过程:一个int类型的数与一个char类型的数相加,当运算结果大于其中最大加数int类型本身时,本来以为运算结果应该是long类型的0x00010010,结果是int类型的0x0010,发生了溢出现象。

初步结论:这种情况,“隐藏中间变量”应该为unsigned int 类型。

(3)“保存变量”为 unsigned long类型,“加数1”与“加数2”都为常量。

unsigned long a;

a=50000+50000;

运行结果:a等于100000。

分析过程:int的最大数据范围是65535,而两个常量相加,其结果超过了65535还能完整保存下来。

初步结论:这种情况,“隐藏中间变量”等于左边的“保存变量”类型。

(4)“保存变量”为 unsigned long类型,“加数1”为unsigned int类型,“加数2”为常量。

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

a=x+30000;

b=x+50000;

运行结果:a等于14464,b等于100000。

分析过程:本来以为a应该等于80000的,结果是14464发生了溢出。而b是100000没有发生溢出。

初步结论:这是一种很怪异的现象,为什么同样的类型,因为常量的不同,一个发生了溢出,另外一个没有发生溢出?这时的“隐藏中间变量”到底是int类型还是long类型我无法下结论。

经过上述简单的测试,我发现规律是模糊的,模糊的规律就不能成为规律。如果真要按这种思路研究下去,那真是没完没了,因为还有很多情况要研究,当超过3个以上加数相加,同时存在long,int,char,常量这4种类型时又是什么规律?在不同的C编译器里又会是什么现象?即使把所有情况的规律摸清楚了又能怎么样,因为那么繁杂很容易忘记导致出错。有什么解决的办法吗?现在跟大家分享一种很简单的解决办法。

当遇到有争议的问题时,还有一种解决思路是:与其参与争议越陷越深,还不如想办法及时抽身绕开争议。在上述运算中,只要经过简单的变换,让它们遵循“所有参与运算的变量,左边的变量类型必须跟右边的保存变量类型一致”这个原则,那么就不会存在这些争议了。

(5)比如上述第(4)个例子,其转换方法如下:

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

Unsigned long t; //多增加一个long类型的变量,用来变换类型

t=0; //把变量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的数值先放到一个long类型的变量里,让”加数”跟”保存变量”类型一致。

a=t+30000;

b=t+50000;

运行结果:a等于80000,b等于100000。都没有发生溢出。

(6)比如上述第(2)个例子,其转换方法如下:

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

unsigned long t; //多增加一个long类型的变量,用来变换类型。

unsigned long r; //多增加一个long类型的变量,用来变换类型。

t=0;//把变量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的数值先放到一个long类型的变量里,让”加数”跟”保存变量”类型一致。

r=0; //把变量的高位和低位全部清零。

r=y //把y的数值先放到一个long类型的变量里,让”加数”跟”保存变量”类型一致。

a=t+r;

运行结果:a等于十六进制的0x00010010,没有发生溢出现象。

下节预告:减法运算的常见格式。

 

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