Utilisation de fixe en langage C

L'utilisation du langage C fixe fait référence à une technologie qui utilise des nombres à virgule fixe pour représenter des nombres à virgule flottante. Dans de nombreux systèmes embarqués, en raison de ressources matérielles limitées, les opérations en virgule flottante ne peuvent pas être prises en charge, mais certains calculs complexes sont nécessaires. temps, Fixe peut être utilisé à la place des nombres à virgule flottante pour les calculs. fix est une méthode de représentation de nombres à virgule fixe qui représente les nombres à virgule flottante sous la forme d'un nombre entier et d'un nombre fixe de décimales. Normalement, les nombres fixes ont un nombre fixe de décimales.

L'utilisation de fix en langage C fait référence à une technologie qui utilise des nombres à virgule fixe pour représenter des nombres à virgule flottante. Dans de nombreux systèmes embarqués, en raison de ressources matérielles limitées, les opérations en virgule flottante ne peuvent pas être prises en charge, mais certains calculs complexes doivent être effectués. À l'heure actuelle, des nombres fixes peuvent être utilisés à la place des nombres à virgule flottante pour les calculs.

fixed est une méthode de représentation de nombres à virgule fixe qui représente les nombres à virgule flottante sous la forme d'un nombre entier et d'un nombre fixe de décimales. Habituellement, le nombre de décimales d'une valeur fixe est fixe, comme un entier de 16 bits et une décimale de 16 bits, exprimés au format Q16.16. De cette façon, nous pouvons utiliser des opérations sur des nombres entiers au lieu d’opérations sur des virgules flottantes, améliorant ainsi l’efficacité des calculs.

En langage C, nous pouvons utiliser un type entier pour représenter des valeurs fixes. De manière générale, nous pouvons utiliser le type int pour représenter des valeurs fixes, mais afin de faciliter le calcul et d'éviter tout débordement, nous pouvons définir un nouveau type pour représenter des valeurs fixes, par exemple en utilisant le mot-clé typedef pour définir un nouveau type nommé fixed_t.

Ce qui suit est un exemple de code qui montre comment définir et utiliser des valeurs numériques fixes :

#include <stdio.h>
typedef int fixed_t;
#define FIXED_BITS 16
#define FIXED_SCALE (1 << FIXED_BITS)
fixed_t float_to_fixed(float f) {
    return (fixed_t)(f * FIXED_SCALE);
}
float fixed_to_float(fixed_t fixed) {
    return (float)fixed / FIXED_SCALE;
}
fixed_t fixed_add(fixed_t a, fixed_t b) {
    return a + b;
}
fixed_t fixed_sub(fixed_t a, fixed_t b) {
    return a - b;
}
fixed_t fixed_mul(fixed_t a, fixed_t b) {
    return (fixed_t)(((int64_t)a * b) >> FIXED_BITS);
}
fixed_t fixed_div(fixed_t a, fixed_t b) {
    return (fixed_t)(((int64_t)a << FIXED_BITS) / b);
}
int main() {
    float a = 1.5;
    float b = 2.3;
    fixed_t fixed_a = float_to_fixed(a);
    fixed_t fixed_b = float_to_fixed(b);
    fixed_t fixed_sum = fixed_add(fixed_a, fixed_b);
    fixed_t fixed_diff = fixed_sub(fixed_a, fixed_b);
    fixed_t fixed_product = fixed_mul(fixed_a, fixed_b);
    fixed_t fixed_quotient = fixed_div(fixed_a, fixed_b);
    printf("a + b = %f\n", fixed_to_float(fixed_sum));
    printf("a - b = %f\n", fixed_to_float(fixed_diff));
    printf("a * b = %f\n", fixed_to_float(fixed_product));
    printf("a / b = %f\n", fixed_to_float(fixed_quotient));
    return 0;
}

Dans l'exemple de code ci-dessus, nous avons défini un type fix_t pour représenter des valeurs numériques fixes. Tout d’abord, nous utilisons la fonction float_to_fixed pour convertir un nombre à virgule flottante en une valeur fixe, puis utilisons la fonction fixed_to_float pour convertir une valeur fixe en un nombre à virgule flottante.

Ensuite, nous avons implémenté quelques fonctions arithmétiques fixes de base, notamment l'addition, la soustraction, la multiplication et la division. Ces fonctions utilisent des opérations sur les entiers au lieu des opérations sur les virgules flottantes, ce qui rend les calculs plus efficaces.

Enfin, dans la fonction principale, nous montrons comment utiliser des valeurs fixes pour effectuer des calculs et imprimer les résultats.

Il convient de noter que lorsque vous utilisez des valeurs fixes pour le calcul, vous devez faire attention au problème de débordement. Étant donné que le nombre de décimales dans les valeurs fixes est fixe, lorsque des opérations de multiplication et de division sont effectuées, le résultat peut déborder. Par conséquent, lors de l'exécution d'opérations de multiplication et de division, nous devons utiliser des entiers de 64 bits pour enregistrer les résultats intermédiaires et effectuer les opérations de décalage de bits appropriées pour éviter les débordements.

En résumé, l'utilisation de fix en langage C est une technologie qui représente les nombres à virgule flottante sous forme de nombres à virgule fixe, ce qui peut améliorer l'efficacité des calculs. En définissant de nouveaux types et en implémentant les fonctions de calcul correspondantes, nous pouvons facilement utiliser des valeurs fixes pour les calculs. Cependant, vous devez faire attention au problème de débordement, sélectionner raisonnablement le nombre d'entiers et de décimales et effectuer les opérations de déplacement appropriées pour garantir l'exactitude du calcul.

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