我的结构中声明的变量可以具有不同的大小答案

【问题标题】：Can declared variables within my struct be of different size我的结构中声明的变量可以具有不同的大小
【发布时间】：2012-01-13 15:05:39
【问题描述】：

我之所以问这个是因为发生了以下情况：

在标题中定义：

typedef struct PID
{
// PID parameters
uint16_t Kp; // pGain
uint16_t Ki; // iGain
uint16_t Kd; // dGain

// PID calculations OLD ONES WHERE STATICS
int24_t pTerm;
int32_t iTerm;
int32_t dTerm;
int32_t PID;

// Extra variabels
int16_t CurrentError;

// PID Time
uint16_t tick;

}_PIDObject;

在 C 源代码中：

static int16_t PIDUpdate(int16_t target, int16_t feedback)
{
      _PIDObject PID2_t;

  PID2_t.Kp = pGain2; // Has the value of 2000

      PID2_t.CurrentError = target - feedback; // Has the value of 57

      PID2_t.pTerm = PID2_t.Kp * PID2_t.CurrentError; // Should count this to (57x2000) = 114000

当我调试时发生的事情是它没有。我可以在 pGain2 中定义的最大值（种类）是 1140。1140x57 给出 64980。

不知何故，程序认为PID2_t.pTerm 是uint16_t。但事实并非如此；它在结构中被声明为更大。

PID2_t.pTerm 以某种方式从结构中第一个声明的变量中获得了值uint16_t 或计算有问题吗，我有一个uint16_t 乘以一个int16_t？如果我在结构之外声明它们，这将不会发生。

另外，这是我的 int def（以前从来没有问题：

#ifdef __18CXX
typedef signed char int8_t;                 // -128 -> 127               // Char & Signed Char
typedef unsigned char uint8_t;              // 0 -> 255                  // Unsigned Char
typedef signed short int int16_t;           // -32768 -> 32767           // Int
typedef unsigned short int uint16_t;        // 0 -> 65535                // Unsigned Int
typedef signed short long int int24_t;      // -8388608 -> 8388607       // Short Long
typedef unsigned short long int uint24_t;   // 0 -> 16777215             // Unsigned Short Long
typedef signed long int int32_t;            // -2147483648 -> 2147483647 // Long
typedef unsigned long int uint32_t;         // 0 -> 4294967295           // Unsigned Long
#else
#   include <stdint.h>
#endif

【问题讨论】：

看起来你的 int24_t 被定义为 16 位。让我们看看typedef？ :)
更重要的问题：int 有多大？你能在limits.h中查看INT_MAX/UINT_MAX吗？
我从未在我的项目中包含limits.h！
尽管如此，int在每个平台上都有一定的宽度/精度……可以推导出来INT_MAX。

标签： c struct size pic

【解决方案1】：

试试

PID2_t.pTerm = ((int24_t) PID2_t.Kp) * ((int24_t)PID2_t.CurrentError);

Joachim 的评论解释了为什么这样做。编译器在乘法之前没有将被乘数提升为int24_t，因此存在溢出。如果我们使用强制类型转换手动提升，则不会溢出。

【讨论】：

不是问题，请参阅我的回答中的讨论。
@Kevin: ... 除非它是 16 位平台（或更奇怪的平台）。
@dmc：您写道：它有效。但它没有回答我的问题
当我在结构中声明不同的大小时，会不会是编译器错误？
我想我会解释一下，因为我显然将对话与我的 int 是 32 位的假设混淆了。证明是类型定义，它是一个 18Cxx PIC，它有 int16_t 整数。发生的情况是这两个 16 位值被提升为 int（有符号 int16，因为其中一个是）并相乘，溢出被丢弃。之后，由于分配，它们被提升为 24 位（int24_t 在这个架构上实际上是 24 位）上面的行通过在乘法之前将两个因子提升为 24 位来解决这种情况，因此不会产生任何溢出。

【解决方案2】：

我的系统没有int24_t，所以正如一些cmets所说，这是从哪里来的？

在 Joachim 的评论之后，我写了一个简短的测试：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>

int main() {
        uint16_t a = 2000, b = 57;
        uint16_t c = a * b;
        printf("%x\n%x\n", a*b, c);
}

输出：

1bd50
bd50

所以你得到了前 2 个字节，与 int16_t 一致。所以问题似乎是您的int24_t 定义不正确。

【讨论】：

我很确定这些值在相乘之前会被提升为 int。假设是 32 位架构，结果应该是正确的，没有强制转换。
@JoachimIsaksson 如果您可以在 ISO 标准中找到，我将更改或删除我的答案。
只找到一个草稿，在open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1124.pdf第14页示例2中最清晰；在执行片段 char c1, c2; /* ... */ c1 = c1 + c2; “整数提升”要求抽象机将每个变量的值提升为整数大小，然后将两个整数相加并截断总和。
@JoachimIsaksson 是的，我还写了一个简短的测试程序并相应地更新了我的帖子。
@JoachimIsaksson：假设（32 位）似乎是错误的。 PID 广泛用于嵌入式控制系统，其中 16 位微控制器仍然很常见。所以，我猜 dmc 的回答是正确的。

【解决方案3】：

正如其他人所指出的，您的 int24_t 似乎被定义为 16 位。除了它太小之外，您通常应该小心这种类型定义。 stdint.h 将 uint_Nt 类型指定为正好 N 位。因此，假设您的处理器和编译器实际上没有 24 位数据类型，那么您就违反了标准约定。如果您最终将其定义为 32 位类型，将其命名为 uint_least24_t 会更合理，它遵循至少足够大的整数类型的模式保存 N 位。区别很重要，因为有人可能认为uint24_t 会超过 16777215。

【讨论】：