C 编程类型转换和定点

Question

如何用 C 代码实现这个函数？

U16 newValue function(U16 value, S16 x, U16 y){
   newValue = min((((value - x) * y) >> 10) >> 4, 4095)
   return newValue
} 

y 是具有 10 个小数位的定点

如果 x 大于该值，则最终结果应为 0。

我担心的是不同类型之间的混合，尤其是不会发生溢出。还有如何干净地编写它，为什么会有很多类型转换。

Answer 1

您需要为输入中给出的参数的所有可能值编写函数代码。采用表达式(value - x)。如果 value 等于 2^16 并且 x 等于 2^(-15)，则 (value - x) 的结果将为 98304，比 U16 大。因此，在此操作之前我会将 value 转换为 S32。

让我们将表达式 (value - x) 折叠为其最大值 98304。表达式 ((value - x) * y) 的最大值将为98304 * 2^16 等于 6442450944，这个值比 32 位整数所能容纳的还要大。因此，您需要将此表达式计算为 U64。您只需将初始的 U32 转换替换为 S64 转换，因为无论如何您都需要它。

右位移位操作只会减少有效位的数量。因此，这不需要计算更多的位数。

min 调用确保结果不能大于 4095，可以保存在 U16 中；不需要更多的 Actor 。

最终功能:

uint16_t newValue(uint16_t value, int16_t x, uint16_t y){
    int64_t newValue = (int64_t)(value);
    newValue -= x;
    newValue *= y;
    newValue >>= 10;
    newValue >>= 4;
    newValue = min(newValue, 4095);

    // Or as a one liner.
    // uint64_t newValue = min(((((int64_t)value - x) * y) >> 10) >> 4, 4095);

    return (uint16_t) newValue;
}