Question

在我多年的嵌入式编程中，我一般都不需要使用负数。这很疯狂，但他们在我的工作中经常不会出现。

我目前处理的传感器读数可以是正数或负数，需要按0.006进行缩放，保留符号。为了避免在运行时进行不必要的浮点计算，我有一个算法将其转换为分子和分母（3/500）。一切都按正面数字的预期运作，但这里发生了负面情况：

Raw data:         -103
Multiplied by 3:  -309
Divided by 500:   36893488147419102

我知道这个数字来自哪里，我有一个解决方法，但我宁愿相信数学是数学。

这里以十六进制表示相同的计算：

Raw data:         0xFFFFFFFFFFFFFF99
Multiplied by 3:  0xFFFFFFFFFFFFFECB
Divided by 500:   0x0083126E978D4FDE

在计算器（SpeedCrunch）中：

0xFFFFFFFFFFFFFECB/500 = 0x83126E978D4FDE.9D2F1A9FBE76C8B44

原始36893488147419102是SpeedCrunch结果的组成部分0x83126E978D4FDE。

我不想要保存标志，做一个积极的分裂，然后在每次我用负数进行分割时重新添加标志。这里发生了什么？

环境是CortexM3 micro，GCC4.9.3使用c ++ 11。计算在int64_t上进行，分子/分母为uint64_t。

编辑：以下是迈克尔评论中的代码段：

int64_t data = -103;
uint64_t resolutionNumerator = 3;
uint64_t resolutionDenominator = 500;

data *= resolutionNumerator;
data /= resolutionDenominator;

Answer 1

具有相同宽度的有符号和无符号整数的运算（例如uint64_t和int64_t）会导致已签名的操作数转换为无符号操作数的类型。

因此这两个表达式是等价的：

(int64_t) -103 * (uint64_t) 3 / (uint64_t) 500
(uint64_t) -103 * (uint64_t) 3 / (uint64_t) 500

如果签名类型int64_t用于分子和分母，结果将保留符号。

Answer 2

这里发生了什么？

当你将它从无符号类型转换为有符号类型时，前导的1位仍为2的恭维表示中的负数。

您可能能够通过将最终结果转换回签名值来恢复预期结果。作为有符号值，前导1位将表示其为负值。

~~我们只能说可能，因为我们还没有看到例程。迈克尔在评论中指出了相同的内容。~~

int64_t data = -103;
uint64_t resolutionNumerator = 3;
uint64_t resolutionDenominator = 500;

C / C ++的整数提升规则意味着签名类型被提升为无符号类型。其原因-1 > 1：

int i = -1;
unsigned int j = i;

if ( i > j )
    printf("-1 is greater than 1\n");

您没有执行上述回复中提到的演员表;但编译器执行整数提升。对于你所观察到的，它有相同的区别。

带负数的嵌入式除法

2 个答案: