第19節(jié)：加法運算中，神秘中間變量的類型以及解決“摻雜多種變量類型”的辦法

從業(yè)十年，教你單片機(jī)入門 第19講：

在開始本節(jié)內(nèi)容之前，先告訴大家前面第十一節(jié)內(nèi)容有一處筆誤，unsigned long的數(shù)據(jù)長度應(yīng)該是4個字節(jié)，而不是3個字節(jié)。

上一節(jié)提到了一個“隱藏中間變量”的概念，兩個加數(shù)相加，其結(jié)果先保存在一個“隱藏中間變量”里，然后再把這個“隱藏中間變量”賦值給左邊的“保存變量”。這里的“隱藏中間變量”到底是unsigned int類型還是unsigned long類型?為了研究它的規(guī)律，在keil自帶的C51編譯環(huán)境下，我專門編寫了好幾個測試程序來觀察實際運行的結(jié)果。

“保存變量”=“加數(shù)1”+“加數(shù)2”;

我測試的程序如下：

(1)“保存變量”為 unsigned int類型，“加數(shù)1”為unsigned char類型,“加數(shù)2”為unsigned char 類型。

unsigned int a;

unsigned char x=0x12;

unsigned char y=0xfe;

a=x+y;

運行結(jié)果：a等于0x0110。

分析過程：兩個char類型的數(shù)相加，當(dāng)運算結(jié)果大于char本身時，并沒有發(fā)生溢出現(xiàn)象，int型的“保存變量”a最終得到了完整的結(jié)果。

初步結(jié)論：這種情況，“隱藏中間變量”應(yīng)該為unsigned int 類型。

(2)“保存變量”為 unsigned long類型，“加數(shù)1”為unsigned int類型,“加數(shù)2”為unsigned char 類型。

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

a=x+y;

運行結(jié)果：a等于十六進(jìn)制的0x0010。

分析過程：一個int類型的數(shù)與一個char類型的數(shù)相加，當(dāng)運算結(jié)果大于其中最大加數(shù)int類型本身時，本來以為運算結(jié)果應(yīng)該是long類型的0x00010010，結(jié)果是int類型的0x0010，發(fā)生了溢出現(xiàn)象。

初步結(jié)論：這種情況，“隱藏中間變量”應(yīng)該為unsigned int 類型。

(3)“保存變量”為 unsigned long類型，“加數(shù)1”與“加數(shù)2”都為常量。

unsigned long a;

a=50000+50000;

運行結(jié)果：a等于100000。

分析過程：int的最大數(shù)據(jù)范圍是65535，而兩個常量相加，其結(jié)果超過了65535還能完整保存下來。

初步結(jié)論：這種情況，“隱藏中間變量”等于左邊的“保存變量”類型。

(4)“保存變量”為 unsigned long類型，“加數(shù)1”為unsigned int類型，“加數(shù)2”為常量。

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

a=x+30000;

b=x+50000;

運行結(jié)果：a等于14464,b等于100000。

分析過程：本來以為a應(yīng)該等于80000的，結(jié)果是14464發(fā)生了溢出。而b是100000沒有發(fā)生溢出。

初步結(jié)論：這是一種很怪異的現(xiàn)象，為什么同樣的類型，因為常量的不同，一個發(fā)生了溢出，另外一個沒有發(fā)生溢出?這時的“隱藏中間變量”到底是int類型還是long類型我無法下結(jié)論。

經(jīng)過上述簡單的測試，我發(fā)現(xiàn)規(guī)律是模糊的，模糊的規(guī)律就不能成為規(guī)律。如果真要按這種思路研究下去，那真是沒完沒了，因為還有很多情況要研究，當(dāng)超過3個以上加數(shù)相加，同時存在long,int,char,常量這4種類型時又是什么規(guī)律?在不同的C編譯器里又會是什么現(xiàn)象?即使把所有情況的規(guī)律摸清楚了又能怎么樣，因為那么繁雜很容易忘記導(dǎo)致出錯。有什么解決的辦法嗎?現(xiàn)在跟大家分享一種很簡單的解決辦法。

當(dāng)遇到有爭議的問題時，還有一種解決思路是：與其參與爭議越陷越深，還不如想辦法及時抽身繞開爭議。在上述運算中，只要經(jīng)過簡單的變換，讓它們遵循“所有參與運算的變量，左邊的變量類型必須跟右邊的保存變量類型一致”這個原則，那么就不會存在這些爭議了。

(5)比如上述第(4)個例子，其轉(zhuǎn)換方法如下：

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

Unsigned long t; //多增加一個long類型的變量，用來變換類型

t=0; //把變量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的數(shù)值先放到一個long類型的變量里，讓”加數(shù)”跟”保存變量”類型一致。

a=t+30000;

b=t+50000;

運行結(jié)果：a等于80000,b等于100000。都沒有發(fā)生溢出。

(6)比如上述第(2)個例子，其轉(zhuǎn)換方法如下：

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

unsigned long t; //多增加一個long類型的變量，用來變換類型。

unsigned long r; //多增加一個long類型的變量，用來變換類型。

t=0;//把變量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的數(shù)值先放到一個long類型的變量里，讓”加數(shù)”跟”保存變量”類型一致。

r=0; //把變量的高位和低位全部清零。

r=y //把y的數(shù)值先放到一個long類型的變量里，讓”加數(shù)”跟”保存變量”類型一致。

a=t+r;

運行結(jié)果：a等于十六進(jìn)制的0x00010010，沒有發(fā)生溢出現(xiàn)象。

下節(jié)預(yù)告：減法運算的常見格式。