Operacje na większych liczbach niż int

Question

Moje pierwsze pytanie, witajcie :)

Tworzę na mikrokontrolerze w języku C prędkościomierz do roweru i wyłożyłem się na równaniu, które źle liczy. Równanie jest następujące:

uint8_t predkosc=obwodkola*(obrotySek[4]+obrotySek[3]+obrotySek[2]+obrotySek[1]+obrotySek[0])*36/500;

prędkość jest małą wartością, więc uint8_t jej wystarczy. Problem w tym, że przed podzieleniem liczby w równaniu na 500 zdecydowanie wykracza ona poza inta (który w C jest dwubajtowy), przez co wyniki dla wartości większej niż kilka kilometrów są zbyt duże. Co mogę z tym zrobić?

Answer 1

Użyj typu uint_least32_t, a równanie zrób tak:

uint8_t predkosc = 
obwodkola * (obrotySek[4]+obrotySek[3]+obrotySek[2]+obrotySek[1]+obrotySek[0])
* (uint_least32_t)36 / 500; // Użyj rzutowania 

Mogę się bardzo mylić, jednak wydaje mi się to słuszne :v

Comments

zakres się zwiększył, dochodzi do 25 km/h.

Ale dla wielu obrotów na sekundę wyświetla np. 1,6 km/h, czyli jednak to nie to.

To, że obwodkola i obrotySek też są na uint8_t nie jest żadną przeszkodą?

---

Nie, to raczej nie jest przeszkodą, jednak możesz spróbować podmienić typy na np. uint_least64_t (zakres: 0 - 18446744073709551615).

Answer 2

Rozwiązania są dwa. Możesz pójść na łatwiznę i użyć typu double (chyba, że nie masz koprocesora, to w tedy możliwe, że będą problemy - nie wiem) lub zrobić to za pomocą bigNum'ów, czyli zaimplementować funkcje od operacji na strukturach opisujących duże liczby.

PS Możessz też spróbować czegoś takiego:

uint8_t predkosc = 0;
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
    predkosc += obrotySek[i] * obwodkola * 36 / 500;
}

aby nie mnożyć sumy liczb, lecz każdą oddzielnie.

Comments

Może w innym miejscu leży błąd, bo nawet mnożenie każdej liczby oddzielnie daje ten sam rezultat. Pokażę kod całej funkcji (podane na górze wartości są przykładowe, do testów):

uint8_t obrotySek[5];
//ilosc obrotow w kazdej sekundzie ostatnich 5 sekund

unsigned int obwodkola=100;

unsigned long int czasJazdy=46024; //w sekundach
unsigned long int przejechanaDroga=58263; //w metrach
uint8_t predkosc=1;
uint8_t sredniaPredkosc=34;
uint8_t maxPredkosc=67;

void przeliczRower()
{
	if (obrotySek[0]==0 & obrotySek[1]==0) predkosc=0;
	else for(int i = 0; i < 4; i++)
	{
	    predkosc += obrotySek[i] * obwodkola * 36UL / 500;
	}

	obrotySek[4]=obrotySek[3]; //to mozna zrobic petla for
	obrotySek[3]=obrotySek[2];
	obrotySek[2]=obrotySek[1];
	obrotySek[1]=obrotySek[0];
	obrotySek[0]=0;

	if (predkosc) czasJazdy++;
	if (predkosc)
	{
		przejechanaDroga+=predkosc*1000UL*obrotySek[1]/3600;
	}
	sredniaPredkosc=przejechanaDroga/czasJazdy;
	if (predkosc>maxPredkosc) maxPredkosc=predkosc;
}

Wartości zmiennej przejechanaDroga też szwankują, czasem rosną, czasem maleją, nie wiem czy one też się nie przepełniają, czy to może jednak wina prędkości. Wszystko jest na typie unsigned, więc moim zdaniem nie powinno nigdzie przyjmować wartości ujemnych (nie mam jeszcze dużego doświadczenia, więc może bzdury gadam).

---

Najlepiej sprawdź wartości zmiennych na każdym etapie, bo może wyliczanie w tej funkcji jest poprawne, ale na przykład gdzieś źle traktujesz dane. Jeśli na mikrokontrolerze masz dostęp do debuggera najlepiej Source Level, to luksus, bo możesz sobie sprawdzać wszystko bez wypisywania na ekran.

Nie możesz pracować na braku danych a zdaje mi się, że tak jest, bo nie wiesz do końca, gdzie jest błąd.  Możesz też uruchomić program na komputerze, wtedy na pewno będziesz miał debugger (np. gdb) i będziesz mógł sprawdzić, czy to błąd w logice, czy nie uwzględniłeś jakiejś właściwości procesora, na który piszesz.