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第22节:减法运算的溢出

时间:11-22 来源:互联网 点击:
从业十年,教你单片机入门 第22讲:

在开始本章节之前,先纠正一下前面第17节内容的一个小bug。我原文中写道:

“保存变量”+=“加数1”+“加数2”+...+“加数N”;

相当于:

“保存变量”=“保存变量”+“加数1”+“加数2”+...+“加数N”;

当时我没有考虑到优先级,漏了一个括号,修改后,相当于:

“保存变量”=“保存变量”+(“加数1”+“加数2”+...+“加数);这样才算比较准确。同理,我后面所举的例子:

f+=18+y+k; //相当于f=f+18+y+k;

在注释中也漏了一个括号,应该是:

f+=18+y+k; //相当于f=f+(18+y+k);

上述多一个括号或者少一个括号虽然看似不影响运算结果,但是运算顺序是有点不一样的。

现在正式开始讲本节减法溢出的问题。英文“unsigned”的中文意思就是”无符号的”,延伸含义是“无负号无负数”的意思,所以 unsigned char ,unsigned int ,unsigned long这三种类型数据都是无负号无负数的,取值只能是0和正数,那么问题来了,当被减数小于减数的时候,运算结果会是什么样子,有什么规律?

(1)第一个例子:

unsigned char a;

a=0-1;

分析:

左边的“保存变量”a的数据长度是1个字节8位,a=0-1可以看成是十六进制的a=0x00-0x01。由于0x00比0x01小,所以假想一下需要向高位借位,借位后成了a=0x100-0x01。所以a的最终结果是0xff(十进制是255)。根据”假想借位”这个规律,如果是b也是unsigned char 类型,那么b=2-5自然就相当于b=0x102-0x05,运算结果b等于0xfd(十进制是253)。

(2)第二个例子:

unsigned int c;

c=0-1;

分析:

左边的“保存变量”c的数据长度是2个字节16位,c=0-1可以看成是十六进制的c=0x0000-0x0001。由于0x0000比0x0001小,所以假想一下需要向高位借位,借位后成了c=0x10000-0x0001。所以c的最终结果是0xffff(十进制是65535)。根据”假想借位”这个规律,如果是d也是unsigned int 类型,那么d=2-5自然就相当于b=0x10002-0x0005,运算结果b等于0xfffd(十进制是65533)。

为了验证上述抛出的”假想借位”,现在编写一个程序来练习刚才讲到的内容,最后把程序编译后下载到坚鸿51学习板观察结果。请直接复制第十节模板程序,修改的main程序代码如下:

void main() //主程序

{

/*---C语言学习区域的开始---------------------------------------------------------------------------*/

unsigned char a; //定义一个变量a,并且分配了1个字节的RAM空间。

unsigned char b; //定义一个变量b,并且分配了1个字节的RAM空间。

unsigned int c; //定义一个变量c,并且分配了2个字节的RAM空间。

unsigned int d; //定义一个变量d,并且分配了2个字节的RAM空间。

//第一个例子,针对a与b都是unsigned char类型数据。

a=0-1;

b=2-5;

//第二个例子,针对c与d都是unsigned int类型的数据。

c=0-1;

d=2-5;

GuiWdData0=a; //把变量a这个数值放到窗口变量0里面显示

GuiWdData1=b; //把变量b这个数值放到窗口变量1里面显示

GuiWdData2=c; //把变量c这个数值放到窗口变量2里面显示

GuiWdData3=d; //把变量d这个数值放到窗口变量3里面显示

/*---C语言学习区域的结束---------------------------------------------------------------------------*/

while(1)

{

initial();

key_service();

display_service();

}

}

查看运算结果的方法。如何在坚鸿51学习板上观察a,b,c,d这4个变量?按下S1或者S5按键即可切换显示不同的窗口,从而显示不同的变量。按下 S9按键不松手就可以切换到十六进制的显示界面,松开手后会自动切换到十进制的界面。上坚鸿51学习板观察程序执行的结果如下:

变量a为0xff(十进制是255)。

变量b为0xfd(十进制是253)。

变量c为0xffff(十进制是65535)。

变量d为0xfffd(十进制是65533)。

下节预告:建议减法运算前先把所有变量转换成同一数据类型再参与运算。

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