第18节：加法运算的溢出

从业十年，教你单片机入门 第18讲：

我前面介绍的三种数据类型unsigned char ,unsigned int ,unsigned long,都是有最大范围限制的，它们最大范围分别是255,65535,4294967295，如果加法运算的结果超过了参与运算的变量本身，会出现什么结果，有什么规律,这就是本节要讲解的溢出问题。

(1)何谓溢出?比如以下例子：

unsigned char a;

a=0x8536;

分析：

因为a是unsigned char变量，位数是8位，也就是1个字节，而0x8536是16位，2个字节，这种情况下，把0x8536赋值给单字节变量a，变量a只能接收到最低位的一个字节0x36，而高位字节的0x85就被丢失了，这个就是本节所说的“溢出”了。

(2)再看一个例子如下：

unsigned char b=0xff;

b=b+1;

分析：

b默认值是0xff，再加1后，变成了0x0100保存在一个隐藏的中间变量，然后再把这个中间变量赋值给单字节变量b，b只能接收到低位字节0x00，所以运算后b的数值由于溢出变成了0x00。

(3)再看一个例子如下：

unsigned char c=0xff;

c=c+2;

分析：

c默认值是0xff，再加2后，变成了0x0101保存在一个隐藏中间变量，然后再把这个中间变量赋值给单字节变量c，c只能接收到低位字节0x01，所以运算后c的数值由于溢出变成了0x01。

(4)再看一个例子如下：

Unsigned int d=0xfffe;

d=d+5;

分析：

d默认值是0xfffe，再加5后，变成了0x10003保存在一个隐藏中间变量，由于这个隐藏的中间变量是unsigned int类型，只能保存2个字节的数据，所以在中间变量这个环节就溢出了，实际上隐藏的中间变量只保存了0x0003，然后再把这个中间变量赋值给双字节变量d，d理所当然也是0x0003。

(5)再看一个例子如下：

unsigned long e=0xfffffffe;

e=e+5;

分析：

e默认值是0xfffffffe，再加5后，变成了0x100000003保存在一个隐藏中间变量，由于这个隐藏的中间变量是unsigned long类型，只能保存4个字节的数据，所以在中间变量这个环节就溢出了，实际上隐藏的中间变量只保存了0x00000003，然后再把这个中间变量赋值给4字节变量e，e理所当然也是0x00000003。

现在编写一个程序来练习上述前面4个例子，最后把程序编译后下载到坚鸿51学习板观察结果。请直接复制第十节模板程序，修改的main程序代码如下：

void main() //主程序

{

/*---C语言学习区域的开始---------------------------------------------------------------------------*/

unsigned char a;

unsigned char b=0xff;

unsigned char c=0xff;

unsigned int d=0xfffe;

a=0x8536;

b=b+1;

c=c+2;

d=d+5;

GuiWdData0=a; //把变量a这个数值放到窗口变量0里面显示

GuiWdData1=b; //把变量b这个数值放到窗口变量1里面显示

GuiWdData2=c; //把变量c这个数值放到窗口变量2里面显示

GuiWdData3=d; //把变量d这个数值放到窗口变量3里面显示

/*---C语言学习区域的结束---------------------------------------------------------------------------*/

while(1)

{

initial();

key_service();

display_service();

}

}

如何在坚鸿51学习板上观察a,b,c,d这4个变量的十六进制?按下S1或者S5按键即可切换显示不同的窗口，从而显示不同的变量，只要按住S9按键不放，此时显示的就是该变量的十六进制。上坚鸿51学习板观察程序执行的结果如下：

变量a为0x36。

变量b为0x00。

变量c为0x01。

变量d为0x0003。

这一节提到了一个“隐藏中间变量”的概念，这个神秘的“隐藏中间变量”到底是unsigned int类型还是unsigned long类型?有什么规律?如果运算中存在多种不同变量类型该怎么办，实际应用中有解决的办法吗?预知详情，请看一节内容。

下节预告：加法运算中，神秘中间变量的类型以及解决“掺杂多种变量类型”的办法。