整型数字的反转,溢出时返回零

本文介绍了一种高效的整数反转算法,并讨论了如何正确处理整数溢出的问题。通过具体的C语言代码示例,展示了如何在进行整数反转的同时检查溢出,确保程序的健壮性和准确性。

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例如:

输入:123;输出:321;

输入:1534236469;输出:0;

对于这个题,第一反应是位数分离,取出每位上的数字,放在一个数组里,然后反转;后来发现这样的方法较为低效,后来发现可以在取各个位上的数字时,同时反转,这样较为高效(时空复杂度更低)然后第一次做的时候:用了一种错误的数据溢出判断方式

判断溢出错误方式:n是输入的数)

while(n!=0)

{

b=b*10+n%10;//n%10为分离的各位上的数(从个位开始),b*10表示每次将各位上的数左移一位(进位)

n=n/10;

if(b>max||b<min)

{

b=0;break;

}点击打开链接点击打开链接

}

这样判断,在循环体第一个语句中b的值已经改变了(可能已经成为了溢出的数据,不知道会变成那个数字,,所以下面的if判断语句中b的值可能已经溢出了,变成了一个不可知的数字,所以那时的判断显得无用)

正确的判断应该是:将循环体中进位后得到的数字(设为m),判断进位前的数字是否和用现在的数字(m)回推得到的数字相同,不同则表示数据已经溢出了。

时间复杂度:O(n);空间复杂度:O1

代码示范如下:

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int f1(int n)
{
	//signed int max=2147483647;整型数据int的上界
	//signed int min=-2147483648;下界
	signed b;//最终反转结果
	b=0;
	int t;//判断正负的标记
	t=1;//当n为正数
	if(n<0)
	{n=-n;t=-1;}
	while(n!=0)
	{
		int x=n%10;
		int m=int(b*10+x);//n%10为分离的各位上的数(从个位开始),b*10表示每次将各位上的数左移一位(进位)
		if((m-x)/10!=b)//-判断是否溢出,不相等则溢出
			return 0;
		b=m;
		n=(n/10);
	}
	return (t*b);
}
int main()
{	int n;
	int b;
	printf("输入值:");
	scanf("%d",&n);//输入值
	b=f1(n);
	printf("输出反转结果为:");
	printf("%d\n",b);
	return 1;
}

 


<think>我们正在处理STM32编码器接口在反转出现计数值溢出为65535的问题。根据引用内容,STM32的编码器接口通常使用定器的编码器模式,而计数值存储在16位的计数器寄存器中,因此其范围是0到65535(无符号)或-32768到32767(有符号)。当反转,如果计数值从0减小,可能会下溢变成65535(对于无符号解释),或者从-32768继续减小变成32767(有符号),但问题描述是反转出现65535,这通常是由于计数器被配置为无符号向上计数模式,且在减计数下溢造成的。然而,在编码器模式下,STM32的定器计数器通常被配置为有符号计数(或使用有符号整数读取)以处理双向计数。但根据用户提供的代码片段,他们使用的函数返回类型int16_t(有符号16位整数),例如:引用[2]:int16_t get_count(void);引用[3]:int16_t Encoder_Get(void);这说明他们试图将计数值解释为有符号数。但是,在反转出现65535,这实际上是无符号数的最大值,当计数器为0再减1就会变成65535(无符号),然后当我们用int16_t去读取,65535被解释为-1(因为int16_t的范围是-32768到32767,65535的二进制表示在补码中就是-1)。所以实际上,如果用户看到的是65535,那可能是他们以无符号方式打印了寄存器的值,而实际上在代码中应该使用有符号整数来读取。因此,问题可能并不在于计数器溢出,而在于如何正确读取和处理计数器的值。在编码器模式下,定器计数器寄存器(CNT)是一个16位寄存器,可以配置为向上或向下计数,并且在编码器模式下会自动根据编码器的旋转方向增减。当计数器达到0xFFFF(65535),如果继续增加,会溢出0;当计数器为0,如果继续减少,会下溢到0xFFFF。但是,如果我们使用有符号整数来读取,那么0xFFFF被解释为-1,0xFFFE为-2,等等。所以,解决方法应该是:1.确保在读取计数器值,将其视为有符号的16位整数(int16_t)。这样,当计数器为0xFFFF,读取到的值是-1,而不是65535。2.如果用户需要累计一个超过16位范围的计数值(比如32位),则需要在软件中处理溢出。具体做法是:每次读取计数器后,将其与上一次的值比较,如果变化量超过了一个阈值(比如32767),则认为发生了溢出或下溢,然后对32位的累计计数器进行相应的调整。具体步骤:a.初始化,记录当前的计数器值(作为有符号数)和累计值(32位有符号整数)。b.每次读取,获取当前计数器的有符号值(int16_t),计算与上一次的差值(注意:由于是16位的,所以差值在-32768到32767之间是正常的,如果超过这个范围,则说明发生了多次溢出,但通常我们读取的间隔很短,不会超过这个范围)。c.将差值累加到32位的累计计数器中。d.更新上一次的计数器值。但是,用户的问题描述是反转出现65535,这可能是他们直接以无符号方式打印了计数器的值。因此,首先需要确保在读取使用有符号整数。另外,STM32的定器在编码器模式下,计数器是16位的,并且可以配置为向上计数或向下计数,但通常编码器模式会自动处理方向。所以,我们不需要改变计数方向。根据引用[1],初始化编码器配置的函数是:void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef*TIMx, uint16_tTIM_EncoderMode, uint16_tTIM_IC1Polarity,uint16_t TIM_IC2Polarity);这个函数配置了编码器模式。通常,我们使用模式3(在两个通道的上升沿和下降沿都计数),这样可以4倍频。但是,计数器的溢出问题还需要通过软件处理来扩展计数范围。因此,解决反转出现65535(即下溢)的方法如下:方法1:直接使用有符号数读取,并累计到32位整数。-读取计数器,强制转换为int16_t,这样0xFFFF就变成-1,0xFFFE变成-2,等等。-然后,我们可以将这个有符号的差值累加到32位的全局计数器中。示例代码(基于引用[2][3]的接口):在初始化,我们设置一个全局变量:staticint32_t total_count =0;static int16_tlast_count=0;在初始化编码器后,读取一次初始值:last_count =get_count();//或者 Encoder_Get();然后,在每次需要获取累计计数(比如在一个定中断或者主循环中):int16_t current_count =get_count();int16_t diff= current_count -last_count;//注意:由于计数器是16位的,diff实际上可以看作是一次变化量,但要注意,如果变化量超过32767,则说明可能发生了多次溢出,但这种情况在短间内不太可能发生,除非编码器旋转非常快且读取间隔很长。//但是,由于编码器模式是自动计数的,我们读取的间隔应该足够短,使得两次读取之间的变化量在-32768到32767之间。total_count +=diff;last_count =current_count;这样,total_count就是一个32位的累计计数值,可以处理正反转,并且不会溢出(在32位范围内)。方法2:利用STM32定器的溢出中断。但是,编码器模式下,计数器溢出中断可能不是标准做法,因为计数器会频繁地溢出(特别是在高速旋转)。而且,使用中断会增加系统负担。因此,软件累计方法更常用。但是,用户可能已经使用了有符号读取,但问题在于他们看到的是65535,这可能是他们在调试直接打印了寄存器的无符号值。所以,需要检查他们的代码是如何读取和打印的。总结:1.确保读取函数返回的是有符号整数(int16_t),如引用[2][3]所示。2.如果需要更大的计数范围,使用一个32位的软件计数器,通过差值法累计。3.在反转,当计数器从0减到0xFFFF,读取为-1,然后累计到32位计数器中,就会正确累计为-1,而不是65535。因此,用户的问题可能是因为他们直接以无符号形式读取了计数器值,或者他们没有使用32位累计计数器,导致在反转出现65535(即下溢后以无符号形式显示)。建议用户检查读取函数,并实现32位累计计数器。下面给出一个示例代码,用于扩展计数范围:在encoder.c中:```c#include "encoder.h" staticint32_t total_count =0; staticint16_t last_count =0;void encoder_init(void) {//初始化硬件编码器接口TIM_EncoderInterfaceConfig(...); //根据实际情况配置//其他初始化代码...last_count =get_hw_count(); //读取硬件计数器的初始值(有符号16位)} int16_tget_hw_count(void){return (int16_t)(TIMx->CNT);//假设TIMx是所使用的定器}int32_t get_total_count(void){int16_t current_count =get_hw_count();int16_t diff= current_count -last_count;total_count+= diff;last_count= current_count;returntotal_count; }```注意:上面的get_total_count函数每次调用都会更新累计值。如果用户需要频繁获取累计值,这样写是没问题的。但是要注意,如果两次调用之间计数器变化超过±32767,那么diff的计算就会出错(因为int16_t的差值会溢出)。为了避免这种情况,可以修改为:```cint32_t get_total_count(void){int16_t current_count =get_hw_count();int32_t diff= (int32_t)current_count- (int32_t)last_count;total_count+= diff;last_count= current_count;returntotal_count; }```这样,diff是32位的,不会溢出。但是,由于计数器是16位的,实际差值在-32768到32767之间,所以用32位计算是安全的。另外,如果用户需要更安全的处理(比如防止在调用间隔内计数器多次溢出),可以使用以下方法:-记录上一次的计数器值,并计算本次值,然后考虑计数器可能已经溢出多次。但是,由于两次读取之间的间间隔很短,通常不会溢出多次。如果旋转速度非常快,可以考虑使用定器的溢出事件(通过中断)来记录溢出次数,然后结合计数器值得到32位或64位的计数值。但这样会增加中断负担。对于大多数应用,使用上面的差值法累计就足够了。因此,解决用户问题的方法是:1.确保读取硬件计数器使用有符号16位整数。2.使用32位软件计数器,通过差值法累计。这样,反转就不会出现65535的问题,因为负数会被正确累计。如果用户已经按照有符号方式读取,但问题仍然存在,那么请检查是否在累计之前就以无符号形式打印了硬件计数器的值。如果是,那么应该打印软件累计值(32位)。最后,注意在初始化,硬件计数器可能不在0,所以软件累计的初始值应该设置为0,而硬件计数器的初始值被记录为last_count。这样,第一次调用get_total_count,累计值就是0(因为diff=当前值-初始值,然后累计值加上diff,再减去初始值,相当于从0开始累计)。如果用户需要将累计值归,可以提供一个复位函数:```cvoidreset_total_count(void) {total_count =0;last_count= get_hw_count();//重新记录当前硬件计数,以便下次计算diff}```这样,累计值就从当前刻开始从0计数。希望这些方法能解决用户的问题。相关问题:1.STM32编码器模式下,如何扩展计数范围到32位?2.STM32编码器接口在高速旋转如何处理计数器溢出?3.如何正确读取STM32编码器接口的计数值(有符号还是无符号)?4.编码器模式下的计数器溢出中断如何使用?</think>### STM32编码器反转计数值溢出(65535)的解决方法 在STM32编码器接口应用中,反转出现计数值跳变到65535的问题,本质是**16位计数器下溢处理不当**导致的。以下是系统分析和解决方案: --- #### **问题原因分析** 1. **计数器溢出机制** STM32的编码器接口使用16位计数器(CNT寄存器),范围`0x0000~0xFFFF`(0~65535)。 - **正转**:计数器递增到65535后继续增加会**上溢归0**(65535 → 0)。 - **反转**:计数器递减到0后继续减少会**下溢跳变到65535**(0 → 65535)。 这是硬件特性,但需通过软件正确处理符号和累计值[^1][^3]。 2. **用户代码缺陷** 直接读取`TIMx->CNT`返回**无符号16位值**,反转0减1会显示为65535(而非-1)。 --- #### **解决方案** ##### 方法1:使用有符号变量读取计数值(推荐) 修改读取函数,**强制转换为有符号16位整数**(`int16_t`),使65535被解释为-1: ```c // 在读取函数中转换 int16_t Encoder_Get(void) { return (int16_t)(TIMx->CNT); // 关键转换:0xFFFF → -1 } ``` - **效果**: - 反转:`00xFFFF` → **-1**(而非65535) - 继续反转:**-2, -3, ...** - **优点**:无需修改硬件配置,仅需1行代码改动[^2][^3]。 ##### 方法2:扩展为32位累计计数器 若需大范围计数(如超过±32767),需用**软件累计扩展**: ```c static int32_t total_count = 0; // 32位累计值 static int16_t last_cnt = 0; // 上次计数值 void Update_Count(void) { int16_t current_cnt = (int16_t)TIMx->CNT; // 有符号读取 int16_t diff = current_cnt - last_cnt; // 计算差值 // 处理计数器溢出跳变(差值超过±32768说明发生溢出) if (diff > 32767) diff -= 65536; // 上溢修正(如65535→-1) else if (diff < -32767) diff += 65536; // 下溢修正(如-1→65535) total_count += diff; // 更新累计值 last_cnt = current_cnt; // 保存当前值 } ``` - **应用场景**: 电机控制、长距离位置跟踪等需大范围计数的场景[^1]。 ##### 方法3:启用定溢出中断(高级) 通过中断捕获溢出事件,扩展计数范围: ```c // 初始化启用溢出中断 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htimx); // 启动定器中断 // 中断服务函数中处理溢出 void TIMx_IRQHandler(void) { if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htimx, TIM_FLAG_UPDATE)) { __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htimx, TIM_IT_UPDATE); if (TIMx->CR1 & TIM_CR1_DIR) { // 检查方向标志 overflow_count--; // 反转下溢 } else { overflow_count++; // 正转上溢 } } } // 获取最终计数值(32位) int32_t Get_Full_Count(void) { return (overflow_count << 16) | (int16_t)TIMx->CNT; } ``` - **注意**:需在CubeMX中配置定溢出中断(Update Event)[^1]。 --- #### **配置验证要点** 1. **编码器模式设置** 确保使用正交编码模式(如`TIM_ENCODERMODE_TI12`): ```c TIM_EncoderInterfaceConfig(TIMx, TIM_ENCODERMODE_TI12, TIM_ICPOLARITY_RISING, TIM_ICPOLARITY_RISING); ``` 2. **计数器初始值** 初始化重置计数器: ```c TIMx->CNT = 32768; // 初始设为中间值(-32768~32767) ``` 3. **方向检测** 通过`TIMx->CR1`的`DIR`位判断旋转方向,辅助溢出处理。 > **关键总结**:反转溢出本质是**无符号到有符号转换问题**。**方法1**是最简解决方案,适用于多数场景;**方法2/3**用于高速或大范围计数需求[^1][^2][^3]。 --- ### 相关问题 1. 如何检测STM32编码器的旋转方向? 2. STM32编码器模式的最大测速频率如何计算? 3. 编码器计数出现跳变值(如±32768)如何调试? 4. 如何用STM32编码器实现高精度位置闭环控制? [^1]: STM32学习-20240902-TIM编码器计速 [^2]: stm32f103c8t6学习 正交编码器接口计数 [^3]: STM32编码器接口
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