Почему Arduino округляет некоторые целые числа, но не другие, когда настольный компьютер этого не делает?

Question

Почему Arduino округляет некоторые целые числа, но не другие, когда настольный компьютер этого не делает?

Я пишу (на C) некоторые низкоуровневые процедуры манипулирования цифрами, которые преобразуют int в float и наоборот для Arduino. Я столкнулся с некоторым загадочным поведением с Arduino, округляющим некоторые числа, но не другие. Поэтому я нашел и извлек оскорбительный код в простую программу, которую я скомпилировал на настольном ПК Linux с GCC и на Arduino - они дают разные результаты. Почему? Вот эти программы. Цель состоит в том, чтобы взять число с плавающей запятой 1.3140 и число с плавающей запятой 2.3140 и разделить их на два целых числа. В первом случае я ожидаю "1" и "3140", а во втором - "2" и "3140" (терминал "0" важен для моего приложения). Код Arduino:

void setup() {
double dnum,x,y;
uint16_t intpart,fracpart;

Serial.begin(9600);

dnum = 1.3140;

 x=modf(dnum,&y);
 intpart = (uint16_t)y;
 fracpart = (uint16_t)(10000.0*x);

Serial.println(dnum,4);
Serial.println(intpart);
Serial.println(fracpart);

}

и результат, который я получаю, таков:

1.3140
1
3140

Фантастика! Успех. Но держись. Если я изменю жестко закодированное число на dnum = 2.3140, я получу следующее:

2.3140
2
3139

Что? Почему он округлил вторую часть вниз? Я делаю что-то в корне неправильно? Поэтому я написал небольшую программу на языке Си для своего ПК (скомпилированную с помощью gcc). Вот код:

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

  
int main (int argc, char *argv[])
{
 double dnum,x,y;
 uint16_t intpart,fracpart;

 dnum = 2.3140;
 
  x=modf(dnum,&y);
  intpart = (uint16_t)y;
  fracpart = (uint16_t)(10000.0*x);
 
 printf("Int_part = %u\nFrac_Part = %u\n",intpart,fracpart);
 
 
 return 0;
}

При запуске я получаю следующий результат:

Int_part = 2
Frac_Part = 3140

Теперь это то, что я ожидаю - и чтобы быть тщательным, я также выполнил вышеупомянутую программу C с dnum = 1.3140; и я снова получил "правильный" ожидаемый результат:

Int_part = 1
Frac_Part = 3140

Так почему же Arduino округляет дробную часть вниз, когда я иногда преобразую ее в целое число, а не в другие? Я попробовал это на подлинном Arduino Uno, клоне Arduino uno и клоне Arduino nano, и все они дают одинаковые результаты. В "теории" это может быть какая-то разница в терпимости компилятора к некоторым несоответствиям кодирования, которые я сделал (gcc более терпим), но может ли кто-нибудь сказать мне, что я сделал не так и как заставить Arduino вести себя (так, как я хочу)? Спасибо.

@WildCat, 👍4

1 ответ

Лучший ответ:

@*Edgar Bonet* · Accepted Answer · 2020-12-08 15:58-00:00

Когда вы приводите число с плавающей запятой к целому числу, оно всегда округляется до нуля. Если вам нужно поведение от раунда к ближайшему, вы должны использовать функцию Arduino round() .

Что касается происхождения расхождения, то оно проистекает из двух фактов:

Числа, которые вы используете, не совсем представимы как числа с плавающей запятой.
Двойник на Arduino Uno фактически эквивалентен float (только 32 бита).

Когда вы пишете оператор типа dnum = 1.3140;, компилятор сохраняет в dnum число с плавающей запятой, которое ближе всего к десятичному числу 1.3140.

Сравните:

float32(1.3140) = 1.31400001049041748046875
float64(1.3140) = 1.31400000000000005684341886080801486968994140625
float32(2.3140) = 2.3139998912811279296875
float64(2.3140) = 2.31400000000000005684341886080801486968994140625

Из этих 4 примеров только float32 (2.3140) округляется в меньшую сторону.