第19节：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

从业十年，教你单片机入门 第19讲：

在开始本节内容之前，先告诉大家前面第十一节内容有一处笔误，unsigned long的数据长度应该是4个字节，而不是3个字节。

上一节提到了一个“隐藏中间变量”的概念，两个加数相加，其结果先保存在一个“隐藏中间变量”里，然后再把这个“隐藏中间变量”赋值给左边的“保存变量”。这里的“隐藏中间变量”到底是unsigned int类型还是unsigned long类型?为了研究它的规律，在keil自带的C51编译环境下，我专门编写了好几个测试程序来观察实际运行的结果。

“保存变量”=“加数1”+“加数2”;

我测试的程序如下：

(1)“保存变量”为 unsigned int类型，“加数1”为unsigned char类型,“加数2”为unsigned char 类型。

unsigned int a;

unsigned char x=0x12;

unsigned char y=0xfe;

a=x+y;

运行结果：a等于0x0110。

分析过程：两个char类型的数相加，当运算结果大于char本身时，并没有发生溢出现象，int型的“保存变量”a最终得到了完整的结果。

初步结论：这种情况，“隐藏中间变量”应该为unsigned int 类型。

(2)“保存变量”为 unsigned long类型，“加数1”为unsigned int类型,“加数2”为unsigned char 类型。

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

a=x+y;

运行结果：a等于十六进制的0x0010。

分析过程：一个int类型的数与一个char类型的数相加，当运算结果大于其中最大加数int类型本身时，本来以为运算结果应该是long类型的0x00010010，结果是int类型的0x0010，发生了溢出现象。

初步结论：这种情况，“隐藏中间变量”应该为unsigned int 类型。

(3)“保存变量”为 unsigned long类型，“加数1”与“加数2”都为常量。

unsigned long a;

a=50000+50000;

运行结果：a等于100000。

分析过程：int的最大数据范围是65535，而两个常量相加，其结果超过了65535还能完整保存下来。

初步结论：这种情况，“隐藏中间变量”等于左边的“保存变量”类型。

(4)“保存变量”为 unsigned long类型，“加数1”为unsigned int类型，“加数2”为常量。

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

a=x+30000;

b=x+50000;

运行结果：a等于14464,b等于100000。

分析过程：本来以为a应该等于80000的，结果是14464发生了溢出。而b是100000没有发生溢出。

初步结论：这是一种很怪异的现象，为什么同样的类型，因为常量的不同，一个发生了溢出，另外一个没有发生溢出?这时的“隐藏中间变量”到底是int类型还是long类型我无法下结论。

经过上述简单的测试，我发现规律是模糊的，模糊的规律就不能成为规律。如果真要按这种思路研究下去，那真是没完没了，因为还有很多情况要研究，当超过3个以上加数相加，同时存在long,int,char,常量这4种类型时又是什么规律?在不同的C编译器里又会是什么现象?即使把所有情况的规律摸清楚了又能怎么样，因为那么繁杂很容易忘记导致出错。有什么解决的办法吗?现在跟大家分享一种很简单的解决办法。

当遇到有争议的问题时，还有一种解决思路是：与其参与争议越陷越深，还不如想办法及时抽身绕开争议。在上述运算中，只要经过简单的变换，让它们遵循“所有参与运算的变量，左边的变量类型必须跟右边的保存变量类型一致”这个原则，那么就不会存在这些争议了。

(5)比如上述第(4)个例子，其转换方法如下：

unsigned long a;

unsigned long b;

unsigned int x=50000;

Unsigned long t; //多增加一个long类型的变量，用来变换类型

t=0; //把变量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的数值先放到一个long类型的变量里，让”加数”跟”保存变量”类型一致。

a=t+30000;

b=t+50000;

运行结果：a等于80000,b等于100000。都没有发生溢出。

(6)比如上述第(2)个例子，其转换方法如下：

unsigned long a;

unsigned int x=0xfffe;

unsigned char y=0x12;

unsigned long t; //多增加一个long类型的变量，用来变换类型。

unsigned long r; //多增加一个long类型的变量，用来变换类型。

t=0;//把变量的高位和低位全部清零。

t=x; //把x的数值先放到一个long类型的变量里，让”加数”跟”保存变量”类型一致。

r=0; //把变量的高位和低位全部清零。

r=y //把y的数值先放到一个long类型的变量里，让”加数”跟”保存变量”类型一致。

a=t+r;

运行结果：a等于十六进制的0x00010010，没有发生溢出现象。

下节预告：减法运算的常见格式。