Объекты fi и Целочисленные типы данных C

Примечание

Разделы в этой теме сравнивают fi объект с типами данных с фиксированной точкой и операциями в C. В этих разделах информация о ANSI^® C адаптируется от Сэмюэля П. Харбисона и Гая Л. Стила младшего, C: Справочник, 3-й редактор, Prentice Hall, 1991.

Целочисленные типы данных

Этот раздел сравнивает числовую область значений fi целочисленные типы данных к минимальной числовой области значений целочисленных типов данных C, принимая Дополнительное представление Туо.

C целочисленные типы данных

Много компиляторов C поддерживают дополнительное представление two типов данных целого числа со знаком. Следующая таблица показывает минимальные области значений целочисленных типов данных C с помощью дополнительного представления two. Целочисленные области значений могут быть больше, чем или равняться показанным областям значений, но не могут быть меньшими. Область значений long должно быть больше, чем или равным области значений int, который должен быть больше, чем или равным области значений short.

В дополнительном представлении two целое число со знаком с битами n имеет область значений от $- 2^{n - 1}$ к $2^{n - 1} - 1$ , включительно. Беззнаковое целое с n битами имеет диапазон от 0 до $2^{n} - 1$ , включительно. Отрицательная сторона области значений имеет еще одно значение, чем положительная сторона, и нуль представлен исключительно.

Целочисленный тип	Минимум	Максимум
`signed char`	–128	127
`unsigned char`	0	255
`short int`	–32,768	32,767
`unsigned short`	0	65,535
`int`	–32,768	32,767
`unsigned int`	0	65,535
`long int`	–2,147,483,648	2,147,483,647
`unsigned long`	0	4,294,967,295

Целочисленные типы данных fi

В следующей таблице перечислены числовые области значений целочисленных типов данных fi объект, в частности эквивалентные целочисленным типам данных C. Области значений являются достаточно большими, чтобы разместить дополнительное представление two, которое является единственным бинарным методом кодирования со знаком, поддержанным программным обеспечением Fixed-Point Designer™.

Конструктор	Со знаком	Размер слова	Минимум	Максимум	Самый близкий ANSI C эквивалентный
`fi(x,1,n,0)`	Да	n (2 - 65 535)	$- 2^{n - 1}$	$2^{n - 1} - 1$	Не применяется
`fi(x,0,n,0)`	Нет	n (2 - 65 535)	0	$2^{n} - 1$	Не применяется
`fi(x,1,8,0)`	Да	8	–128	127	`signed char`
`fi(x,0,8,0)`	Нет	8	0	255	`unsigned char`
`fi(x,1,16,0)`	Да	16	–32,768	32,767	`short int`
`fi(x,0,16,0)`	Нет	16	0	65,535	`unsigned short`
`fi(x,1,32,0)`	Да	32	–2,147,483,648	2,147,483,647	`long int`
`fi(x,0,32,0)`	Нет	32	0	4,294,967,295	`unsigned long`

Унарные преобразования

Унарные преобразования диктуют, ли и как один операнд преобразован, прежде чем операция выполняется. В этом разделе рассматриваются унарные преобразования в ANSI C и fi объекты.

ANSI C обычные унарные преобразования

Унарные преобразования в ANSI C автоматически применяются к операндам унарного !, – ~, и * операторы, и бинарного << и >> операторы, согласно следующей таблице:

Исходный тип операнда	ANSI C преобразование
`char` или `short`	`int`
`unsigned char` или `unsigned short`	`int` или `unsigned int`¹
`float`	`float`
Массив T	Указатель на T
Функция, возвращающаяся T	Указатель на функцию, возвращающуюся T

^1If вводят int не может представлять все значения исходного типа данных без переполнения, конвертированным типом является unsigned int.

fi Обычные Унарные Преобразования

Следующая таблица показывает fi унарные преобразования:

C оператор	Эквивалентный fi	Преобразование fi
`!x`	~`x = not(x)`	Результатом является `logical`.
~`x`	`bitcmp(x)`	Результатом является тот же числовой тип как операнд.
`*x`	Никакой эквивалент	Не применяется
`x<<n`	`сдвиг разряда (x, n)`положительный `n`	Результатом является тот же числовой тип как операнд. Круглым режимом всегда является `floor`. Режиму переполнения повинуются. 0-значные биты смещены в справа.
`x>>n`	`bitshift(x,-n)`	Результатом является тот же числовой тип как операнд. Круглым режимом всегда является `floor`. Режиму переполнения повинуются. 0-значные биты смещены в слева, если операнд без знака или со знаком и положителен. 1-значные биты смещены в слева, если операнд подписывается и отрицателен.
`+x`	`+x`	Результатом является тот же числовой тип как операнд.
`-x`	`-x`	Результатом является тот же числовой тип как операнд. Режиму переполнения повинуются. Например, переполнение может произойти, когда вы инвертируете `fi` без знака или наиболее отрицательная величина `fi` со знаком.

Бинарные преобразования

В этом разделе описываются преобразования, которые происходят, когда операнды бинарного оператора являются различными типами данных.

ANSI C обычные бинарные преобразования

В ANSI C, операнды бинарного оператора должны иметь тот же тип. Если они отличаются, каждый преобразован в тип другого согласно первому применимому преобразованию в следующей таблице:

Тип одного операнда	Тип другого операнда	ANSI C преобразование
`long double`	Любой	`long double`
`double`	Любой	`double`
`float`	Любой	`float`
`unsigned long`	Любой	`unsigned long`
`long`	`unsigned`	`long` или `unsigned long`¹
`long`	`int`	`long`
`unsigned`	`int` или `unsigned`	`unsigned`
`int`	`int`	`int`

^1Type long только используется, если это может представлять все значения типа unsigned.

fi Обычные Бинарные Преобразования

Когда один из операндов бинарного оператора (+, –, *, .*) fi возразите и другой MATLAB^® встроенный числовой тип, затем non-fi операнд преобразован в fi объект перед операцией выполняется, согласно следующей таблице:

Тип одного операнда	Тип другого операнда	Свойства Другого Операнда После Преобразования в Объект fi
`fi`	`double or single`	`Signed` = то же самое как исходный `fi` операнд `WordLength` = то же самое как исходный `fi` операнд `FractionLength` = установите на лучшую возможную точность
`fi`	`int8`	`Signed`= 1 `WordLength`= 8 `FractionLength`= 0
`fi`	`uint8`	`Signed`= 0 `WordLength`= 8 `FractionLength`= 0
`fi`	`int16`	`Signed`= 1 `WordLength`= 16 `FractionLength`= 0
`fi`	`uint16`	`Signed`= 0 `WordLength`= 16 `FractionLength`= 0
`fi`	`int32`	`Signed`= 1 `WordLength`= 32 `FractionLength`= 0
`fi`	`uint32`	`Signed`= 0 `WordLength`= 32 `FractionLength`= 0
`fi`	`int64`	`Signed`= 1 `WordLength`= 64 `FractionLength`= 0
`fi`	`uint64`	`Signed`= 0 `WordLength`= 64 `FractionLength`= 0

Обработка переполнения

Следующие разделы выдерживают сравнение, как указатель программного обеспечения ANSI C и Fixed-Point Designer переполняется.

ANSI C обработка переполнения

В ANSI C, результатом операций целого числа со знаком является любое значение, производится машинной командой, используемой, чтобы реализовать операцию. Поэтому ANSI C не имеет никаких правил для обработки переполнения целого числа со знаком.

Результаты переполнения беззнаковых целых чисел переносятся в ANSI C.

Обработка Переполнения fi

Сложение и умножение с fi объекты дают к результатам, которые могут быть точно представлены fi объект, до размеров слова 65 535 битов или доступной памяти на вашей машине. Это не верно для деления, однако, потому что много отношений приводят к бесконечным двоичным выражениям. Можно выполнить деление с fi объекты с помощью divide функция, которая требует, чтобы вы явным образом задали числовой тип результата.

Условия, под который fi возразите переполнению, и результаты, затем приведенные, определяются связанным fimath объект. Можно задать определенные характеристики переполнения отдельно за суммы (включая различия) и продукты. Обратитесь к следующей таблице:

Свойства объектов fimath, Связанные, чтобы Переполнить Обработки	Значение свойства	Описание
`OverflowAction`	`'saturate'`	Переполнение насыщается к максимальному или минимальному значению в области значений.
`OverflowAction`	`'wrap'`	Переполнение переносит использование арифметика по модулю, если без знака, дополнительный перенос two, если подписано.
`ProductMode`	`'FullPrecision'`	Результаты полной точности сохранены. Переполнение не происходит. Ошибка выдана, если получившийся размер слова больше `MaxProductWordLength`. Правила для вычисления получившегося слова продукта и дробных длин даны в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'KeepLSB'`	Младшие значащие биты продукта сохранены. Полная точность сохранена, но переполнение возможно. Это поведение моделирует целочисленные операции языка C. `ProductWordLength` свойство определяет получившийся размер слова. Если `ProductWordLength` больше необходимо для продукта полной точности, затем результат хранится в наименее значимых битах. Если `ProductWordLength` меньше необходимо для продукта полной точности, затем переполнитесь, происходит. Правило для вычисления получившейся длины части продукта дано в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'KeepMSB'`	Старшие значащие биты продукта сохранены. Переполнение предотвращено, но точность может быть потеряна. `ProductWordLength` свойство определяет получившийся размер слова. Если `ProductWordLength` больше необходимо для продукта полной точности, затем результат хранится в старших значащих битах. Если `ProductWordLength` меньше необходимо для продукта полной точности, затем округление происходит. Правило для вычисления получившейся длины части продукта дано в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'SpecifyPrecision'`	Можно задать и размер слова и дробную длину получившегося продукта.
`ProductWordLength`	Положительное целое число	Размер слова продукта заканчивается когда `ProductMode` `'KeepLSB'`, `'KeepMSB'`, или `'SpecifyPrecision'`.
`MaxProductWordLength`	Положительное целое число	Максимальный размер слова продукта позволил когда `ProductMode` `'FullPrecision'`. Значение по умолчанию составляет 65 535 битов. Это свойство может помочь гарантировать, что ваша симуляция не превышает ваши требования к аппаратным средствам.
`ProductFractionLength`	Целое число	Дробная длина продукта заканчивается когда `ProductMode` `'Specify Precision'`.
`SumMode`	`'FullPrecision'`	Результаты полной точности сохранены. Переполнение не происходит. Ошибка выдана, если получившийся размер слова больше `MaxSumWordLength`. Правила для вычисления получившегося слова суммы и дробных длин даны в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'KeepLSB'`	Младшие значащие биты суммы сохранены. Полная точность сохранена, но переполнение возможно. Это поведение моделирует целочисленные операции языка C. `SumWordLength` свойство определяет получившийся размер слова. Если `SumWordLength` больше необходимо за сумму полной точности, затем результат хранится в наименее значимых битах. Если `SumWordLength` меньше необходимо за сумму полной точности, затем переполнитесь, происходит. Правило для вычисления получившейся длины части суммы дано в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'KeepMSB'`	Старшие значащие биты суммы сохранены. Переполнение предотвращено, но точность может быть потеряна. `SumWordLength` свойство определяет получившийся размер слова. Если `SumWordLength` больше необходимо за сумму полной точности, затем результат хранится в старших значащих битах. Если `SumWordLength` меньше необходимо за сумму полной точности, затем округление происходит. Правило для вычисления получившейся длины части суммы дано в fimath Свойствах объектов в Описании свойства.
	`'SpecifyPrecision'`	Можно задать и размер слова и дробную длину получившейся суммы.
`SumWordLength`	Положительное целое число	Размер слова суммы заканчивается когда `SumMode` `'KeepLSB'`, `'KeepMSB'`, или `'SpecifyPrecision'`.
`MaxSumWordLength`	Положительное целое число	Максимальный размер слова суммы позволил когда `SumMode` `'FullPrecision'`. Значение по умолчанию составляет 65 535 битов. Это свойство может помочь гарантировать, что ваша симуляция не превышает ваши требования к аппаратным средствам.
`SumFractionLength`	Целое число	Дробная длина суммы заканчивается когда `SumMode` `'SpecifyPrecision'`.

Документация