Unikanie błędów programując w C - #3 Operacje bitowe na liczbach ze znakiem

Nie należy używać operacji bitowych ( &, |, ~, ^, << i >> ) na liczbach ze znakiem.

    // Nie rób tego ...
    int8_t  signed_data = -4;
    signed_data >>= 1;  // niekoniecznie -2

Standard C nie definiuje formatu danych liczb ze znakiem (na przykład U2 - uzupełnień do dwóch) i efekt niektórych operacji bitowych zależy od zastosowanej przez autora kompilatora implementacji zapisu takich liczb.

Liczenie pola powierzchni wielokąta nieforemnego

Ostatnio musiałem napisać funkcję, która liczy pole powierzchni dowolnego wielokąta nieforemnego na podstawie współrzędnych wierzchołków. Straciłem trochę czasu na znalezienie prostego i uniwersalnego algorytmu, więc podzielę się moim znaleziskiem.

Jest to metoda analityczna obliczania pola powierzchni ze współrzędnych wzorami Gaussa.
Metoda analityczna bazuje na punktach o znanych współrzędnych. Do wyznaczenia pola powierzchni wzorami Gaussa musimy znać współrzędne wierzchołków wielokąta.

Pole P wieloboku obliczamy ze wzoru (wystarczy jeden - oba dają ten sam wynik) Gaussa:

gdzie: 
P - to wyliczane pole powierzchni
n -to liczba wierzchołków wielokąta
i = to współrzędne i-tego wierzchołka (wierzchołki numerowane są kolejno od 1 do n, poczynając od dowolnego z nich).

zakłada się przy tym, że:



Wartość bezwzględna we wzorze jest konieczna, gdyż przy zmianie kierunku numeracji wierzchołków wielokąta, zmienia się znak sum po prawej stronie. Ponadto sumy te mają zawsze przeciwne znaki.

I na koniec przykład implementacji w języku C:

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int x;
    int y;
} point_t;

double liczPow(point_t *punkty, size_t N){
    size_t i;
    double pow;
    for (i=0;i<N;i++){
        if (i==0) {
            pow += punkty[i].x*(punkty[N-1].y-punkty[i+1].y);
        } else if (i==(N-1)){
            pow += punkty[i].x*(punkty[i-1].y-punkty[0].y);
        } else {
            pow += punkty[i].x*(punkty[i-1].y-punkty[i+1].y);
        }
    }

    if (pow < 0){
        pow = -pow;
    }

    pow /= 2;
    return pow;
}

int main(void) {
    point_t punkty[] = {
        {2,1},
        {5,2},
        {7,5},
        {4,7}
    };

    int N = sizeof(punkty)/sizeof(point_t);

    double powierzchnia = liczPow(punkty,N);

    printf("Powierzchnia: %f\n",powierzchnia);

    return 0;


}

Unikanie błędów programując w C - #2 Makra vs funkcje inline

Nie używaj makr parametryzowanych (makrodefinicji) jeśli można napisać funkcję inline, która wykona to samo zadanie.

//Nie rób tak:
#define MAX(A,B) ((A) > (B) ? (A) : (B))
// jeśli możesz zrobić tak:
inline int max(int a, int b)

Powód: Przy używaniu dyrektywy preprocesora #define jest dużo związanych z nią zagrożeń a w szczególności gdy są to makra parametryzowalne. Ważne jest odpowiednie (najczęściej w dużej ilości) użycie nawiasów (tak jak w przykładzie powyżej), ale nie wyeliminuje przypadkowego użycia inkrementacji jak np. MAX(i++,j++), która zwiększy zmienne o 2 zamiast o 1 jak to na pierwszy rzut oka wygląda.
Inne ryzyko nadużycia makr to porównanie liczb ze znakiem i bez (wspominałem o tym w poprzednim odcinku) lub jakiekolwiek porównania z liczbami zmiennoprzecinkowymi.

Unikanie błędów programując w C - #1 liczby całkowite ze znakiem i bez

Postanowiłem napisać cykl krótkich artykułów (a właściwie porad) dla osób, które zaczynają programować systemy wbudowane w języku C. Skłonił mnie do tego sposób w jaki piszą studenci, którzy odbywają praktyki (lub dorabiają sobie) u nas w firmie. Ich kod jest mało czytelny, zajmuje dużo miejsca po skompilowaniu i zawiera dużo błędów, które nie ujawniają się od razu ale dopiero np. po włączeniu optymalizacji, dopisaniu kolejnego fragmentu kodu lub w losowych momentach.

Na pierwszy ogień idą liczby całkowite ze znakiem i bez.

Liczby całkowite ze znakiem nie powinny być używane z liczbami całkowitymi bez znaku w porównaniach lub innych wyrażeniach.

//Nie rób tego...

uint8_t a = 6u;

int8_t b = -9;

if (a + b < 4) {

    //program powinien iść tą prawidłową ścieżką

    //bo -9 + 6 = -3 < 4

} else {

    //ale wykona się ten fragment ponieważ 

    // -9 + 6 stanie się dla kompilatora

    // (256 - 9) + 6 = 253.

    // 247 (bez znaku) == -9 ze znakiem

}

Powyższy program skompilowany i uruchomiony na 8-bitowym AVR wykona się tak jak opisałem w komentarzach. Co ciekawe jeśli skompilujesz ten kod u siebie na komputerze to wykona się poprawnie (zgodnie z przewidywaniami). Dzieje się to dlatego, że pracujesz na 32 lub 64 bitowym procesorze i rejestry mają taką długość. Zmień jednak typ zmiennych na np. uint32_t i int32_t a zadziała jak na AVR :)

Projekty anten na PCB

Zestaw anten na różne częstotliwości (2.4GHz, 868 / 915 / 920 MHz, 433 MHz, 315 MHz, 136 - 240 MHz), o różnych rozmiarach i pasmach do wykonania na PCB od Texas Instruments http://www.ti.com/lit/an/swra351a/swra351a.pdf