增量工作非常奇怪答案

【问题标题】：Increment working very strangely增量工作非常奇怪
【发布时间】：2013-04-03 06:04:52
【问题描述】：

这个程序应该给出任何大小的阶乘的最后 100 位。然而，main() 中的 counter2++ 发生了一些奇怪的事情。每次循环在 main() 函数中运行时（即 99 次），counter2 都会增加 +1。然而，这是显示的内容：

Counter2 最终是 1512 而不是 100，但是如果我从 main() 中删除 mult(i) 或 carry()，那么它会显示 100。为什么 counter2 最终是 1512 而不是 100？

#include <iostream>

using namespace std;

int numbers[100];
int counter2 = 0;

void init(){
//sets elements 1-99 of numbers[] to 0, increments counter2 by 1, sets numbers[0] = 1
    for (int i = 1; i < 100; i++){
        numbers[i] = 0;
    }
    numbers[0] = 1;
    counter2++;
}

void mult(int x){
//multiplies each element by 1 through n to calculate for !n
//this is used to represent a very large number without using a BigInt library
//the nth element is a placeholder for the n+1 position of the number
//e.g 2nd element represents 100-900 of the number, 4th represents 1000-9000, etc
//carry() is used to take care of overflow, so that it's only 1 digit per element
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        numbers[i] *= x;
    }
}

void carry(){
//in order to make previous function work, this adds any overflow to the next
//element. e.g: 8 * 4 = 32, 3 is added to numbers[i+1], sets numbers[i] to 2
    int counter = 0;
    for (int i = 0; i < 100; i++){
        if (numbers[i] >= 10){
            counter = numbers[i] / 10;
            numbers[i+1] += counter;
            numbers[i] = numbers[i] % (counter * 10);
        }
    }
}

int main()
{
    init();
    for (int i = 2; i < 101; i++){
    //calculates the last 100 digits of !100, but counter2 ends up being 1512
        mult(i);
        carry();
        counter2++;
        cout << counter2 << endl;
    }
}

【问题讨论】：

你的问题是什么？
抱歉，为什么 counter2 = 1512？为什么会莫名其妙地增加？
没有其他输出，跟别人说的内存有关。
你的平台/编译器是什么？使用Win7+MinGw，我得到的输出是2到100
还有win7+mingw，够奇葩的

标签： c++ increment

【解决方案1】：

您正在写超出carry() 中numbers 数组的末尾：

        numbers[i+1] += counter;

这里，i 可以是 99，在这种情况下，numbers[i+1] 超出范围。

从技术上讲，这是undefined behaviour。在实践中发生的情况是您覆盖了 count2 变量，该变量恰好位于数组之后的内存中。

关于内存错误的一个令人讨厌的事情是，它们可以长时间无症状，然后在最坏的情况下浮出水面。 valgrind 是检测此类问题的绝佳工具。

【讨论】：

为什么会影响 counter2？
@Seb counter2 很可能与内存中的数组相邻，因此数组外的写入可能会写入counter2。
@Seb：Undefined Behavior 的难点在于 undefined 的意思是 undefined。完全出乎意料的事情可能会发生。所以正确的问题是：为什么它不影响counter2？ 因为规范说任何事情都可能发生......
@Seb：内存错误是这样的。他们可以以看似奇怪的方式表现自己。通常，症状与实际问题完全脱节。
@ShivanRaptor：简单：不要写超过分配内存的末尾。

【解决方案2】：

在这一行

 numbers[i+1] += counter;

您正在写入超出数组numbers[100]; 的范围
当i == 99 从而更改int counter2 = 0; 的值（在您的情况下，但不一定）位于内存中的数字旁边。

【讨论】：