C语言定义fixed_t什么意思

在 C 语言中，fixed_t 通常是一个自定义的类型别名（typedef），用于表示固定点数（Fixed-Point Number），而非 C 语言标准库中的原生类型。它主要用于需要高效实数运算但无法使用浮点数的场景（如嵌入式系统、性能敏感代码）。

核心概念：固定点数（Fixed-Point）
原理
用整数类型（如 int32_t）表示实数，但隐含约定小数点位置。
例如：

若定义 小数部分占 16 位，则数值实际值 = 存储值 / 2¹⁶

存储值 0x00010000（65536）→ 实际值 1.0

存储值 0x00018000（98304）→ 实际值 1.5

优势

性能高：整数运算快于浮点运算（尤其无FPU硬件时）。

确定性：避免浮点精度误差（适用于金融、嵌入式控制）。

内存小：通常用 16/32 位整数存储，比 float/double 更紧凑。

劣势

范围/精度受限：需提前规划整数/小数部分的位数。

手动处理缩放：乘除需显式移位调整小数点位置。

#include

// 常见定义方式：32位整数，其中16位表示小数部分（Q16.16格式）
typedef int32_t fixed_t;
#define FIXED_SHIFT 16 // 小数部分位数

// 辅助宏（可选）
#define INT_TO_FIXED(x) ((fixed_t)((x) << FIXED_SHIFT)) // 整数转固定点
#define FIXED_TO_INT(x) ((x) >> FIXED_SHIFT) // 固定点取整数部分
#define FLOAT_TO_FIXED(x) ((fixed_t)((x) * (1 << FIXED_SHIFT))) // 浮点转固定点
#define FIXED_TO_FLOAT(x) ((float)(x) / (1 << FIXED_SHIFT)) // 固定点转浮点

// 加法（直接整数相加）
fixed_t a = FLOAT_TO_FIXED(1.5); // a = 0x00018000
fixed_t b = FLOAT_TO_FIXED(2.25); // b = 0x00024000
fixed_t sum = a + b; // sum = 0x0003C000 → 3.75

// 乘法（需移位调整）
fixed_t multiply(fixed_t x, fixed_t y) {
int64_t tmp = (int64_t)x * y; // 防溢出
return (fixed_t)(tmp >> FIXED_SHIFT); // 右移去除多余小数位
}