有符号和无符号整数乘法

Question

在定点数学中，我使用许多16位信号并与32位中间结果相乘。 例如：

int16_t a = 16384; //-1.0q14  or 1.0*2^14
int16_t b = -24576; // -1.4q14  or 1.4*2^14
int16_t c; // result will be q14

c = (int16_t)(((int32_t)a * (int32_t)b)>>14);

假设a是一个q14数，然后c与b具有相同的缩放比例。

这很好，并且适用于无符号和有符号算术。

问题是：如果我混合使用类型会怎样？ 例如，如果我知道乘数“ a”始终在0.0到1.0的范围内，则很想将其设置为无符号int q15以获得额外的精度（并将移位计数更改为15）。 但是，如果您尝试在C中将带符号数和无符号数相乘并避免使用它，我永远不会理解会发生什么。 在ASM中，我不记得有一个乘法指令可以在任何体系结构上使用混合类型，因此即使C做了正确的事情，我也不确定它会生成有效的代码。

我应该继续我的做法，即不将定点代码中的带符号的无符号类型混合在一起吗？ 还是可以很好地工作？

Answer 1

这篇文章讨论了将有符号和无符号整数相乘会发生什么。 简短的答案是，只要它们的等级（大小）相同，就将有符号类型隐式转换为无符号类型。

只要您了解类型转换规则（使用您所编程的任何语言），或使用显式类型转换，并且您还理解类型转换从有符号到无符号的含义（当数字类型转换为无符号时，负数会产生乱码）签名值），那么将签名和未签名类型混合使用就不会有问题。

Answer 2

我有一个类似的问题。 它在x64版本中导致访问冲突崩溃。 代码遍历图像扫描线的缓冲区。 获取下一个扫描线指针的方式如下：

unsigned char* pImg = ...
int stride = -3324;
unsigned int iRow = 1; // 2, 3, 4, ...
unsigned char* pNextLine = pImg + stride * iRow

负步幅表示从底部扫描线到顶部扫描线。 产品4294963972 stride * iRow即有signed * unsigned被强制转换为unsigned __int64 ，其值4294963972将pNextLine推出程序的内存。

x32程序版本也会发生相同的情况，但是不会崩溃。 可能是因为x32 pNextLine指针只是回绕（但停留在程序的内存中）。