【注意】折腾一晚上，得出这样一个结论：IAR提供的标准库函数<math.h>有BUG？

逍遥vs无聊

【注意】折腾一晚上，得出这样一个结论：IAR提供的标准库函数<math.h>有BUG？ [复制链接]

请大家看看，两个功能相同的程序，最后的执行结果有很大误差！

恳请版主及各路大侠帮我分析一下，给个合理的解释。谢谢！！

程序设计目的：将1个以4字节（紧缩）BCD码格式连续存放的数组，转换为无符号长整数。
{0x10,0x32,0x54,0x76} ――> 76543210
编译环境：IAR EW 3.10A

程序1：

#include <msp430x44x.h>

typedef unsigned char BYTE;
unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k);
unsigned long int LJSL(BYTE num1);
unsigned long int sl;

//主函数为测试这个转换函数
void main(void)
{
while (1)
{
sl =LJSL(0x01);
_NOP();
}
}

unsigned long int LJSL(BYTE num1)
{
BYTE LJ,i,Adds=0x00;
unsigned long int digit=0,dd;
LJ = num1;
Adds += LJ - 1;
dd = 1;
for (i=0;i<4;i++)
{
LJ = BCD_to_BIN(Adds);
digit += LJ * dd;
dd *= 100;
Adds++;
}
return(digit);
}

unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k)
{
BYTE digit=0x00;
BYTE DataL,DataH;
BYTE SL[4] = {0x10,0x32,0x54,0x76};
DataH = SL[k] & 0xF0;
DataL = SL[k] & 0x0F;
DataH >>= 4;
digit = DataH * 10 + DataL;
return(digit);
}

以上《程序1》可以正确的将数组“SL[4] = {0x10,0x32,0x54,0x76}”转换为长整数sl=76543210。但我开始不是这样设计程序，而是使用了IAR提供的标准库函数中的求幂函数（调用头文件math.h中的“dou××e pow(dou××e arg1,dou××e arg2)”）进行运算，程序如下：

程序2：
#include <msp430x44x.h>
#include <math.h>

typedef unsigned char BYTE;
unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k);
unsigned long int LJSL(BYTE num1);
unsigned long int sl;

//主函数为测试这个转换函数
void main(void)
{
while (1)
{
sl =LJSL(0x01);
_NOP();
}
}

unsigned long int LJSL(BYTE num1)
{
BYTE LJ,i,Adds=0x00;
unsigned long int digit=0,dd;
LJ = num1;
Adds += LJ - 1;

dd = 100;//这里和《程序1》不同

for (i=0;i<4;i++)
{
LJ = BCD_to_BIN(Adds);

digit += LJ * pow(dd,i);//这里和《程序1》不同，使用求幂函数

Adds++;
}
return(digit);
}

unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k)
{
BYTE digit=0x00;
BYTE DataL,DataH;
BYTE SL[4] = {0x10,0x32,0x54,0x76};
DataH = SL[k] & 0xF0;
DataL = SL[k] & 0x0F;
DataH >>= 4;
digit = DataH * 10 + DataL;
return(digit);
}

上面《程序2》运行在 LJSL(BYTE num1)函数中的for循环中，当i=0~2时，运行结果正确，当i≥3以后，执行完“pow(dd,i)”后，计算出现莫名其妙的无规律数据！

说明一下，在调试《程序2》中，涉及pow函数运算的相关变量类型无论是long int、float、dou××e结果都一样。

谁能解释这个问题？，真的是“dou××e pow(dou××e arg1,dou××e arg2)”的BUG？
有兴趣的大侠不妨将此2程序编译一下运行，比较二者的运行结果。我百思不得其解，EW的库函数使用可靠吗？？？

repeater

没人知道原因？顶一下。

王少永

我不知道pow是否有bug 不过你的程序还真难看！
LJ定义为BYTE 类型，但是接受unsigned int 类型数据；pow返回dou××e类型，但用unsigned long类型接收 浮点跟整形转换可能丢失位，有符号跟无符号转换可能引起错误！

peiha

我以前测试过,3.10A中,dou××e 类型的数据绝对不能用,会报错的,2.10A就OK.
我想3.10A 可能有些问题,如果你有2.10A版本的话,讲你的程序在2.10A中测试,,看到底是math.h 有问题,还是3.10A 有问题!!!!

gl417270208

呵呵，对不起，没有注释，是难得看明白！不过还是要感谢楼上二位的回复。
有必要把程序解释一下，同时说明我的算法。其实，《程序1》我个人认为对有些同行也许有用，这已经通过调试了，贴出来一是共享，二是借此想通过讨论相互提高。
该程序是为了满足建设部“三表标准”中，对累计流量运算进行数据转换而设计的。“三表标准”中规定累计流量为4字节BCD码（另外加1字节单位代码0x2C，即立方米），传送方向是低位在前。假设当前流量为76543210立方米，该数据在内存中的BCD码以数组存放为：SL[4]={0x10,0x32,0x54,0x76}。
为了将数组SL转换为一个无符号长整数，拟调用unsigned long int LJSL(BYTE num1)完成。
函数LJSL的形参num1是欲转换的数组首字节指针（为便于调试跟踪，设置为char类型。实际使用时应该为指针型参数）。
由于紧缩型BCD码是以半字节表示一位十进制数，十进制的“35”以BCD码表示为0x35。故而我设计了一个将一字节BCD数据（表示两位十进制数）转换为二进制数据的函数“unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k)”。其转换算法为：

unsigned int BCD_to_BIN(BYTE k)//形参k为欲转换的BCD数组下标变量
{
......
DataH = 0x35 & 0xF0; //1、截取BCD字节高4位――>DataH
DataL = 0x35 & 0x0F ;//2、截取BCD字节低4位――>DataL
DataH >>= 4; //3、BCD字节高4位右移到低半字节
digit = DataH * 10 + DataL;//组成十进制数“35”
return(digit);//带转换成功的十进制数据返回
}

上述函数在LJSL函数中调用，如下：
unsigned long int LJSL(BYTE num1)
{
BYTE LJ,i,Adds=0x00;
unsigned long int digit=0,dd;
LJ = num1;
Adds += LJ - 1;//待转换BCD数组下标变量赋初始值。这样设计是为实际应用时取得2LC08中该数据的首地址。本例为模拟调试，故Adds=0x00，
dd = 1;//十进制转换系数：100的“i”次幂（i=0,1,2,3）。初始值：dd=1
for (i=0;i<4;i++)
{
LJ = BCD_to_BIN(Adds);//转换BCD数组中第i个字节为二进制数――>LJ
digit += LJ * dd;//LJ乘以当前十进制转换系数dd，并累加到中间转换结果变量“digit”中
dd *= 100;//十进制转换系数dd = 100^i（这里用“100^i”表示100的“i”次幂）
Adds++;//调整BCD数组下标变量指针，指向下一个转换数据
}
return(digit);//完成转换，带最终结果返回
}

程序2与程序1的转换算法是一样的，唯一不同的是在LJSL函数中将“digit += LJ * dd;”LJ乘以当前十进制转换系数dd，并累加到中间转换结果变量“digit”中使用标准库函数pow来计算100的 i 次幂，没想到当 i 从0~2变化时转换结果正确（digit = 543210），而当 i =3时，执行“digit += LJ * pow（100，i）”后digit=76543224 ！按理应该为digit=76543210才对。 为什么会产生这么大的误差？

对了，昨天给的程序要关闭看门狗功能，否则程序要跑飞。这也是一个困惑！郁闷中~~~

daizhi1970

pow(dd,i)函数好像是有数值范围的，我测试了一下，输出不能大于7位，否则有误差了。
测试程序：
#include <msp430x44x.h>
#include <math.h>
void main(void)
{
unsigned int LJ=10,i=0,dd=100;
unsigned long int digit=0;
digit += LJ * pow(dd,i);//0
LJ = 32,i=1;
digit += LJ * pow(dd,i);//1
LJ = 54,i=2;
digit += LJ * pow(dd,i);//2
LJ =76,i=3;
digit += LJ * pow(dd,i);//3
LJ = 98,i=4;
digit += LJ * pow(dd,i);//4
_NOP();
}

i＝3时就有误差了，望高手解释

huttu

引用:

pow(dd,i)函数好像是有数值范围的，我测试了一下，输出不能大于7位，否则有误差了。 测试程序： #include <msp430x44x.h> #include <math.h> void main(void) { unsigned int LJ=10,i=0,dd=100; unsigned long int digit=0; digit += LJ * pow(dd,i);//0 LJ = 32,i=1; digit += LJ * pow(dd,i);//1 LJ = 54,i=2; digit += LJ * pow(dd,i);//2 LJ =76,i=3; digit += LJ * pow(dd,i);//3 LJ = 98,i=4; digit += LJ * pow(dd,i);//4 _NOP(); } i＝3时就有误差了，望高手解释

对，就是这个问题！但pow函数本身是双精度浮点函数啊！若把形参中的dd换成常数，误差好一点（i=3时）。所以各位使用这类库函数一定要慎重，最好在实际使用的值域范围内全程验证！
在Keil C51中没有这个问题。

huangbuben

弄清浮点数表示方法，浮点数是不能表示精确的数的，特别是数值大的时候。

396502099

“浮点数是不能表示精确的数”这个谁都知道，我理解的是误差应该反映在小数部分若干位上。现在的问题是该函数程序其误差表现在整数部分的十位上了。对于象pow这种求幂函数的程序，指数只能在0~2之间可以保证幂函数的整数部分计算正确，那这种函数程序还有多大用处？连普通的函数计算器的精度都达不到，是不是很垃圾。