c - 在 Arduino 中转换有符号/无符号 int 变量时出现问题

Question

我正在制作一个电路，将从 4011 移位寄存器中提取数据。到目前为止，它运行良好，但当我的数字超过某个值时，奇怪的事情开始发生。

此代码将循环我所有的 4011。

  typedef unsigned long u_long;

  for (u_long i = 0; i < 32; i++)
  {
    digitalWrite(CLOCK_in,0);
    delayMicroseconds(0.2);

    bool bit = digitalRead(DATA_in);

    Serial.print(bit,BIN);

    if (bit) out |= (1 << i); 

    digitalWrite(CLOCK_in,1);
  }
  Serial.println((u_long)out);
  Serial.println((u_long)out,BIN);

从第一个“print()”我得到:

00000000000000010000000000000000

这就是我所期待的，因为这是我的输入(我的目标是将其转换为无符号长十进制 - 最高数字为 32 位)。然而，从下一个 print() 中，我得到了 4294934528。我认为这是不正确的。从最后一个 print() 函数中，天真的我期望得到与第一个函数相同的答案，我得到了 11111111111111111000000000000000

我错过的重点在哪里？ bitshift部分有问题吗？

Answer 1

我在没有 MCVE 的情况下立即发现了一个问题

for (u_long i = 0; i < 32; i++)
{
    ...
    if (bit) out |= (1 << i);
    ...
}

在Arduino中int是16位类型，整数文字为int type by default 。移位超过位宽 invokes undefined behavior ，因此当 i > 15 时，您的代码具有 UB

要解决此问题，请使用 L 后缀使其成为 long 文字

if (bit) out |= (1L << i);

但是没有理由在 Arduino 中使用慢速 32 位变量进行循环。只需使用int，甚至更好的uint8_t。还可以将 uint32_t 与标准 UINT32_C 宏一起用于输出类型，这样您就无需找出正确的后缀

uint32_t out;
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
    ...
    if (bit) out |= UINT32_C(1) << i;
    ...
}

也就是说，您仍然需要提供 MCVE