使用無符號整數運算結果錯誤

Question

我對使用無符號整數變量的算術運算有問題。

所有變量定義爲uint32_t。 這是算術運算：

batt += (uint32_t) ((((charg - discharg) * (time_now - time_old))/1000) + 0.5); 

操作之前的值是：

batt = 8999824 
charg = 21 
discharg = 1500 
time_now = 181 
time_old = 132 

的問題是，操作後的結果是

batt = 13294718 

代替

batt = 8999752 

是什麼原因？

在此先感謝。

Answer 1

您有2個問題。

1. charg < discharg爲使創建的爲4294965817一charg - discharg環繞的答案。請看下面爲什麼你最終以13294718結束。

2. 在/1000之前進行偏置（+0.5），否則整數除法將全部準備好拋出小數部分。

建議修復1：確保charg> = discharg。

OR

推薦修復1：變化臨時代辦，discharg，TIME_NOW，time_old也許棉絮到int32_t。

推薦修復2：改變你的舍入到batt += (uint32_t) ((Product/1000.0) + 0.5);

OR

推薦修復2：改變你的舍入到batt += (Product + 500*sign(Product))/1000;

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表觀不確定的代碼 - 分步實施。

uint32_t batt = 8999824; 
uint32_t charg = 21; 
uint32_t discharg = 1500; 
uint32_t time_now = 181; 
uint32_t time_old = 132; 
// batt += (uint32_t) ((((charg - discharg) * (time_now - time_old))/1000) + 0.5); 

// The big problem occurs right away. 
// Since charg is less than discharg, and unsigned arithmetic "wrap around", 
// you get (21 - 1500) + 2**32 = (21 - 1500) + 4294967296 = 4294965817 
uint32_t d1 = charg - discharg; 
uint32_t d2 = time_now - time_old; // 49 
// The product of d1 and d2 will overflow and the result is mod 4294967296 
// (49 * 4294965817) = 210453325033 
// 210453325033 mod 4294967296 = 4294894825 
uint32_t p1 = d1 * d2; 
uint32_t q1 = p1/1000; // 4294894825/1000 = 4294894.825. round to 0 --> 4294894 
double s1 = q1 + 0.5; // 4294894 + 0.5 --> 4294894.5; 
uint32_t u1 = (uint32_t) s1; // 4294894.5 round to 0 --> 4294894 
batt += u1; // 8999824 + 4294894 --> 13294718 

Answer 2

charg - discharg的結果是負數，因此所有表達式都是負數，這是一個相當大的unsigned。