聊聊數(shù)據(jù)溢出的事

工程師進(jìn)階筆記

前言
直接看代碼

uint32_t Time_Interval(){  static uint32_t old_time_tick;  uint32_t data;  data = sys_time_tick_ms - old_time_tick;  old_time_tick = sys_time_tick_ms;  return data;}上述代碼，sys_time_tick_ms每隔1ms自動(dòng)加1，Time_Interval函數(shù)的作用是的，計(jì)算上一次調(diào)用Time_Interval和下一次調(diào)用的時(shí)間差，單位ms。
) E3 `. U/ R& W3 M, j+ d在這里存在一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，就是sys_time_tick_ms到達(dá)最大值后會(huì)溢出，會(huì)變成0。所以之前的代碼我的習(xí)慣是先判斷一下sys_time_tick_ms和old_time_tick的大小關(guān)系。
0 H8 R4 j6 I* Y; r- k

uint32_t Time_Interval(){  static uint32_t old_time_tick;  uint32_t data;  if(sys_time_tick_ms > old_time_tick)    data = sys_time_tick_ms - old_time_tick;  else    data = sys_time_tick_ms + (0xFFFFFFFF - old_time_tick);  old_time_tick = sys_time_tick_ms;  return data;}然而一次和同事交流的時(shí)候，我意識(shí)到其實(shí)不用這么做的，sys_time_tick_ms直接減去old_time_tick就行。如下代碼

  sys_time_tick_ms = 0xFFFFFFFF - 2;  old_time_tick = sys_time_tick_ms;  sys_time_tick_ms++;  data = sys_time_tick_ms-old_time_tick;  printf("sys_time_tick_ms:%x  data:%d\r
8 `6 b, @) D0 ], u",sys_time_tick_ms,data);  sys_time_tick_ms++;  data = sys_time_tick_ms-old_time_tick;  printf("sys_time_tick_ms:%x  data:%d\r
",sys_time_tick_ms,data);  sys_time_tick_ms++;  data = sys_time_tick_ms-old_time_tick;  printf("sys_time_tick_ms:%x  data:%d\r
",sys_time_tick_ms,data);  sys_time_tick_ms++;  data = sys_time_tick_ms-old_time_tick;  printf("sys_time_tick_ms:%x  data:%d\r
",sys_time_tick_ms,data);  sys_time_tick_ms++;  data = sys_time_tick_ms-old_time_tick;  printf("sys_time_tick_ms:%x  data:%d\r
0 S+ J1 F0 \5 t  w9 Z3 }8 u",sys_time_tick_ms,data);具體打印如下
6 h) g6 Y- g1 C. b% i$ Y& z

sys_time_tick_ms:fffffffe  data:1sys_time_tick_ms:ffffffff  data:2sys_time_tick_ms:0  data:3sys_time_tick_ms:1  data:4sys_time_tick_ms:2  data:5可以看出，這種情況下，即使sys_time_tick_ms溢出，也不影響正常功能的。
4 b; u. R* u5 t8 J' L. ]如果你很明白這個(gè)問題，大佬可以出門左轉(zhuǎn)了，這篇文章會(huì)浪費(fèi)你的時(shí)間的。
無符號(hào)減法的本質(zhì)
, y5 i$ ^# }, u$ W0 Z注意：本文只討論無符號(hào)的減法，有符號(hào)和其他數(shù)據(jù)類型本人沒有深究。
在計(jì)算機(jī)中，無符號(hào)的減法運(yùn)算是通過補(bǔ)碼來進(jìn)行的，比如a-b，實(shí)質(zhì)上是a補(bǔ) + (-b補(bǔ))。補(bǔ)碼的定義不懂的同學(xué)請(qǐng)自行百度。

uint32_t a,b,c;a=5;b=10;c=a-b;printf("c:%x\r
5 U5 S+ G& b% d, z  r* U",c);打印如下
6 O4 b/ k+ @0 ^) g1 C  Yc:fffffffb這個(gè)是我們上面結(jié)論的簡單例子，將這個(gè)減法手動(dòng)模擬一下，就方便理解了5的原碼： 00000000 | 00000000 | 00000000 | 0000010110的原碼：00000000 | 00000000 | 00000000 | 000010105的補(bǔ)碼： 00000000 | 00000000 | 00000000 | 00000101
-10的補(bǔ)碼：11111111 | 11111111 | 11111111 | 11110110
(5)補(bǔ) + (-10)補(bǔ) = 00000000  00000000  00000000  00000101 + 11111111  11111111  11111111  11110110
1 J1 }0 D# N$ [結(jié)果就是fffffffb
8 r4 Y8 a) j$ Y6 W& K總結(jié)
# E# {1 Q6 g; Z發(fā)現(xiàn)這個(gè)合法的操作，能更加深入的了解無符號(hào)的加法操作。但是這種操作還是要慎重，我的測試環(huán)境是IAR7.2，建議大家使用時(shí)先測試一下，還是要謹(jǐn)慎的，別因?yàn)檫@個(gè)問題"捅了婁子"。
除了需要在開發(fā)環(huán)境中測試一下外，還需要額外的備注如下?

uint32_t Time_Interval(){  static uint32_t old_time_tick;  uint32_t data;  data = sys_time_tick_ms - old_time_tick;//數(shù)據(jù)溢出后，由于無符號(hào)減法特性，也不會(huì)出問題  old_time_tick = sys_time_tick_ms;  return data;}建議加上這樣的注釋，方便其他人維護(hù)，代碼清晰易讀。就像switch語句，合并處理某些情況是，最好添加備注。

switch (data){  case:0  case:1//0和1情況一樣，合并處理    /*do some thing*/    break;  case:2    /*do some thing*/    break;  default:    break;}總結(jié)兩點(diǎn)：1、測試對(duì)應(yīng)開發(fā)環(huán)境下是否有問題
  ?! X& E$ \) M! n# A2、養(yǎng)成良好習(xí)慣，寫清楚注釋
END

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