运行代码时出现奇怪的错误/结果... C fdtd 方法

Question

每当我启动一个 for 循环为数组赋值时，它会在另一个循环中修改结果，尽管在该循环中没有被调用...问题来自 epsR... 以某种方式评论/取消注释它会更改结果时间步进循环（计算 elec/mag 场）。为什么？当带有 espR 的 for 循环和 if 语句被注释掉时，结果很好。如果没有注释掉，我会得到无意义的结果！

会不会是内存损坏？我看不出是什么导致了这个问题。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define SIZE 200

int main()
{
    double ez[SIZE]={0.}, hy[SIZE]={0.}, imp0=377.0;
    double epsR[SIZE];
    int qTime, maxTime=650, mm;
    char basename[80]="sim", filename[100];
    int frame=0;
    FILE *snapshot;
    /* Init */
    for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
        ez[mm]=0.0;
    }
    for (mm=0;mm<SIZE-1;mm++){
        hy[mm]=0.0;
    }
    /* Leaving this loop uncommented modifies the results
     of the loop time stepping*/
    for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
        if (mm<100){
            epsR[mm]=1.0;
        }
        else {
            epsR[mm]=9.0;
        }
    }

    /* time stepping*/
    for (qTime=0; qTime<maxTime;qTime++){

        /*Mag field*/
        hy[SIZE-1]=hy[SIZE-2];

        for (mm=0;mm<SIZE-1;mm++){
            hy[mm]=hy[mm]+(ez[mm+1]-ez[mm])/imp0;
        }
        hy[49]-=exp(-(qTime-30.)*(qTime-30.)/100.)/imp0;
        /*Elec field*/
        ez[0]=ez[1];
        ez[SIZE-1]=ez[SIZE-2];

        for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
            ez[mm]=ez[mm]+(hy[mm]-hy[mm-1])*imp0/9.0;
        }
        ez[50]+=exp(-(qTime+0.5-(-0.5)-30.)*(qTime+0.5-(-0.5)-30.0)/100.);

        /*Write*/
        if (qTime % 10==0){
            sprintf(filename,"%s.%d", basename, frame++);
            snapshot=fopen(filename,"w");
            for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
                fprintf(snapshot,"%g\n",ez[mm]);
            }
        fclose(snapshot);
        }
    }
    return 0;
}

Answer 1

在这个循环中：

for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
    ez[mm]=ez[mm]+(hy[mm]-hy[mm-1])*imp0/9.0;
}

在第一次迭代中，mm == 0

所以hy[mm-1] 是hy[-1]，这是越界的未定义行为。这意味着任何事情都可能发生，因为它正在访问随机数据。

如果您希望它访问最后一个元素，请像这样检查：

for (mm=0;mm<SIZE;mm++){
    if(mm==0) {
        ez[0]=ez[0]+(hy[0]-hy[SIZE - 1])*imp0/9.0;
    } else {    
        ez[mm]=ez[mm]+(hy[mm]-hy[mm-1])*imp0/9.0;
    }
}