这篇文章是嵌入式软件系列:ADA为嵌入式C开发人员
许多数值应用程序通常使用浮点类型来计算值。然而，在某些平台上，浮点单元可能是不可用的。其他平台可能有浮点单元，但在某些数值算法中使用它可能会在性能方面受到限制。对于这些情况，定点算法是一种很好的选择。
当查看以下代码段时，定点类型和浮点类型之间的区别可能不是那么明显:
- fixed_definitions.ads包固定_definitions是d：常量：= 2.0 **（-31）;类型固定为Delta D范围-1.0 .. 1.0 - D;结束固定_definitions;- show_float_and_fixed_point.adb与ada.text_io;使用ada.text_io;用固定_definitions;使用fixed_definitions;过程show_float_and_fixed_point是float_value：float：= 0.25;fixed_value：固定：= 0.25;begin float_value：= float_value + 0.25; Fixed_Value := Fixed_Value + 0.25; Put_Line (“Float_Value = “ & Float’Image (Float_Value)); Put_Line (“Fixed_Value = “ & Fixed’Image (Fixed_Value)); end Show_Float_And_Fixed_Point;在本例中，应用程序将显示Float_Value和Fixed_Value的值为0.5。
浮点和定点类型之间的主要区别在于存储值的方式。实际上，普通固定点类型的值缩放整数。用于普通固定点类型的缩放由类型的小（比例因子）定义，该类型来自指定的增量，默认情况下是两个的功率。
因此，普通的定点类型有时被称为二进制固定点类型。从这种意义上讲，可以认为普通的定点类型靠近机器上的实际表示。实际上，普通的定点类型可以使用可用的整数换档指令。
浮点和定点类型之间的另一个区别是，Ada不提供标准的定点类型——Duration类型除外，它用于表示以秒为单位的时间间隔。虽然Ada标准指定了Float和Long_Float等浮点类型，但我们必须声明自己的定点类型。注意，在前面的例子中，我们使用了名为“Fixed:”的定点类型。该类型不是标准的一部分，但必须在应用程序的源代码中声明它。
普通定点类型的语法是:
type（type_name）是delta（delta_value）范围（depart_bound）..（Upper_bound）;
默认情况下，编译器将选择比例因子或小型，这是2的功率超过
例如，我们可以如下定义-1.0和1.0之间的标准化范围:
- 具有ada.text_io的Irandalized_fixed_point_type.adb;使用ada.text_io;过程归一化_fixed_point_type是d：常量：= 2.0 **（-31）;TQ31型是Delta D范围-1.0 .. 1.0 - D;begin Put_Line ("TQ31 requires " & Integer’Image (TQ31’Size & " bits"); Put_Line ("The delta value of TQ31 is " & TQ31'Image (TQ31'Delta)); Put_Line ("The minimum value of TQ31 is " & TQ31'Image (TQ31'First)); Put_Line ("The maximum value of TQ31 is " & TQ31'Image (TQ31'Last)); end Normalized_Fixed_Point_Type;
输出是：
TQ31需要32位TQ31的Δ值为0.000000000005 TQ31的最小值为0.0000000000，TQ31的最大值为0.9999999995在此示例中，我们为归一化范围定义了32位固定点数据类型。运行应用程序时，我们会注意到上限接近一个，但不是完全的。这是固定点数据类型的典型效果 - 您可以在此讨论中找到更多详细信息，了解Q格式。
在C的情况下，由于语言不支持定点算术，我们需要使用整数类型和通过函数进行自定义操作来模拟它。让我们来看看这个非常基本的例子：
——main. c# include (stdio.h) #include (math.h) #define SHIFT_FACTOR 32 #define TO_FIXED(x) ((int) ((x) * pow (2.0, SHIFT_FACTOR - 1)) #define TO_FLOAT(x) ((float) ((double)(x) * (double)pow (2.0， -(SHIFT_FACTOR - 1))))) typedef int fixed;固定添加(固定a，固定b){返回a + b;} fixed mult (fixed a, fixed b) {return (fixed)(((long)a * (long)b) >> (SIFT_FACTOR - 1));} void display_fixed(fixed x) {printf("value (integer) = %d\n"， x);printf(“价值(浮动)= % 3.5 f \ n \ n”,TO_FLOAT (x));} int main(int argc, const char * argv[]) {int fixed_value = TO_FIXED(0.25);printf("原始值\ n”);display_fixed (fixed_value);printf("……+ 0.25 \ n”); fixed_value = add(fixed_value, TO_FIXED(0.25)); display_fixed(fixed_value); printf("... + 0.5\n"); fixed_value = add(fixed_value, TO_FIXED(0.5)); display_fixed(fixed_value); return 0; }
在这里，我们声明了固定点类型基于INT和IT的两个操作来固定：添加（通过ADD功能）和乘法（通过MULL函数）。请注意，虽然固定点添加非常简单，乘法需要右移以匹配正确的内部表示。在ADA中，由于定点操作是语言规范的一部分，因此不需要模仿它们。因此，程序员不需要额外的努力。
还要注意的是，上面的示例非常简单，所以它没有考虑定点运算的一些副作用。在C中，您必须手动考虑定点运算产生的所有副作用，而在Ada中，编译器负责为您选择正确的操作。
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