Оказывается, Arduino неплохо управляется с математикой и умеет считать не хуже вас, а может даже и лучше. В этой статье мы поговорим о том, как выполнять сложение, вычитание, умножение, деление и найти остаток, но не без помощи Ардуино.
В статье описаны пять арифметических операторов, используемых в скетче. Также, мы продемонстрируем их работу на Arduino.
Сложение
Чтобы складывать числа на Arduino, мы используем оператор сложения ( + )
В приведенном ниже примере показано, как сложить два числа.
|
1 2 3 4 5 |
int a = 2; int b = 7; int sum; sum = a + b; |
В приведенном выше коде определены три переменные. Каждой переменной a и b присваивается свое значение.
Переменная sum определена, но не инициализирована, поэтому содержит любое случайное число. Мы будем использовать эту переменную для хранения результата вычисления сложения, поэтому случайное значение, содержащееся в сумме, будет перезаписано, когда мы поместим в него результат сложения (или sum).
После выполнения инструкции, показанной ниже, sum будет содержать значение 9, т. е. результат сложения переменных a и b.
|
1 |
sum = a + b; |
Мы также можем добавить два постоянных значения и сохранить результат в переменной, как показано ниже:
|
1 2 3 |
int sum; sum = 2 + 10; |
Результат, сохраненный в sum после выполнения оператора сложения, в этом примере будет равен 12.
Постоянные значения и переменные также могут быть сложены вместе, а результат сохранен в переменной, как показано здесь:
|
1 2 3 4 |
int a = 3; int sum; sum = a + 24; |
После выполнения сложения sum будет содержать 27.
Остальные арифметические операторы также могут работать с постоянными значениями, переменными и их комбинациями.
Вычитание
Оператор вычитания вычитает одно число из другого, используя знак минус ( — ), как показано в следующем примере.
|
1 2 3 |
int result; result = 10 - 2; |
Результатом этого вычисления будет 8, и он будет сохранен в переменной result.
Умножение
Умножение выполняется с помощью оператора умножения ( * )
|
1 2 3 |
int result; result = 4 * 3; |
Результатом вышеуказанного вычисления будет 12, и он будет сохранен в переменной result.
Деление
Оператор деления ( / ) используется для выполнения деления в Arduino.
|
1 2 3 |
int result; result = 12 / 3; |
Результат вышеуказанного расчета — 4.
Целые числа против чисел с плавающей запятой
До сих пор мы использовали только целые числа для выполнения арифметических операций. Но если результат деления не является целым числом, но содержит дробную часть, то дробная часть будет отброшена, а результат будет сохранен в целочисленной переменной.
Следующие примеры продемонстрируют, что происходит, когда результат с дробной частью сохраняется в целочисленной, а затем в переменной с плавающей запятой.
|
1 2 3 |
int result; result = 5 / 4; |
Результатом будет 1, потому что дробь отбрасывается и результат сохраняется в целочисленной переменной result.
Тот же расчет, но на этот раз с определением результата в виде переменной с плавающей запятой ( float ).
|
1 2 3 |
float result; result = 5.0 / 4.0; |
Результат, который теперь содержится в переменной result, равен 1,25.
При использовании постоянных значений в вычислениях, которые сохраняют результат в переменной с плавающей запятой, мы используем десятичную точку и ноль для целых чисел, т.е. 5.0 вместо 5.
Остаток (деление по модулю)
Оператор остатка используется для нахождения остатка после деления двух чисел. Знак процента ( % ) используется как деление по модулю.
|
1 2 3 |
int result; result = 11 % 4; |
Результатом этого вычисления будет остаток от 11, деленный на 4, что составляет 3 (4 переходит в 11 дважды, оставляя остаток 3).
Арифметический скетч
Следующий скетч, называемый арифметиким, демонстрирует все вышеперечисленные арифметические операторы.
Загрузите скетч в свой Arduino и посмотрите, что получится. Также добавьте приведенные выше примеры, которых нет в скетче.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 |
void setup() { int a = 2; int b = 7; int result; float result_fl; Serial.begin(9600); Serial.print("Addition (a + b): "); result = a + b; Serial.println(result); Serial.print("Subtraction (10 - 2): "); result = 10 - 2; Serial.println(result); Serial.print("Multiplication (4 * 3): "); result = 4 * 3; Serial.println(result); Serial.print("Int Division (5 / 4): "); result = 5 / 4; Serial.println(result); Serial.print("Float Division (5.0 / 4.0): "); result_fl = 5.0 / 4.0; Serial.println(result_fl); Serial.print("Remainder (11 % 4): "); result = 11 % 4; Serial.println(result); } void loop() { } |
Комментарии к скетчу
Функция print ()
Скетч содержит сочетание функций print () и println () . Фунуция print () вызывается, когда невидимый курсор должен оставаться в той же строке, поэтому текст, напечатанный в последующем операторе println (), также будет напечатан в той же строке.
Функция println ()
Функция println () используется, когда невидимый курсор перемещается на следующую строку, чтобы следующий оператор print () напечатал текст на новой строке.
Переменная с плавающей запятой
Отдельная переменная result_fl была определена для хранения результата вычисления с плавающей запятой.
Целочисленная переменная
Переменная result используется повторно много раз в течение скетча. Важно отобразить ее результат, прежде чем помещать в нее результат следующего расчета.
Константы и переменные
Константы — это числа, которые остаются постоянными на протяжении всего скетча, т.е. никогда не меняются.
Примерами констант являются числа, которые используются непосредственно в вычислениях и не присваиваются переменной, например, сумма = 2 + 3 содержит константы 2 и 3.
У констант нет имени, и их значения нельзя изменить во время работы скетча.
Арифметика с плавающей запятой
Хотя это не показано в приведенных выше примерах, но сложение, вычитание и умножение также могут выполняться для значений с плавающей запятой.
Вывод
Мы надеемся, что смогли вам объяснить все базовые арифметические действия, которые могут быть вами использованы в ваших будущих проектах. Без таких базовых знаний вы никогда бы не смогли сделать правильные расчеты с вашим Ардуино.
В следущей нашей статье по программированию Ардуино, мы поговорим об операторах отношений. Если вам нравятся наши статьи, то обязательно оставьте свой комметарий под этой статьей!
С Уважением, МониторБанк