只有按位运算符的 C 程序才能在调试语句中正确运行答案

【问题标题】：C Program with Bitwise Operators Only Functions Correctly with Debug Statements只有按位运算符的 C 程序才能在调试语句中正确运行
【发布时间】：2020-05-27 20:25:43
【问题描述】：

我正在努力解决这个挑战：

任务： 给定集合 S = {1, 2, 3, ...n}，求：

a & b的最大值，小于给定整数k，其中 a 和 b 是集合 s 中的两个整数。
a的最大值| b，小于给定整数 k，其中 a 和 b 是集合 s 中的两个整数。
a ^ b的最大值，小于给定整数k，其中 a 和 b 是集合 s 中的两个整数。

输入格式：唯一一行包含2个空格分隔的整数，分别为n和k。

我编写了这个 C 程序来尝试解决它。

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

void calculate_the_maximum(int n, int k) {
    int i, j = 1;
    int maxAND, maxOR, maxXOR = 0;
    int AND, OR, XOR = 0;

    for (i = 1; i <= n; i++) {
        for (j = i + 1; j <= n; j++) {
            AND = (i & j); OR = (i | j); XOR = (i ^ j);
            if (AND > maxAND && AND < k) { maxAND = AND; }
            if (OR > maxOR && OR < k) { maxOR = OR; }
            if (XOR > maxXOR && XOR < k) { maxXOR = XOR; }
        }
    }

    printf("%d\n%d\n%d", maxAND, maxOR, maxXOR);
}

int main() {
    int n, k;

    scanf("%d %d", &n, &k);
    calculate_the_maximum(n, k);

    return 0;
}

这在我看来应该可以工作，不幸的是，它打印出来了

2 24 3

而不是我的预期

2 3 3

更奇怪的是，有时程序会为 maxAND 打印一个看似随机的数字，看起来像

1910024400 24 3

这里有一点：当我每次包含调试语句时，程序都会打印出我所期望的内容。如果我添加这个

printf("I: %d J: %d OR: %d\n", i, j, OR);

在第 13 行，程序现在打印出我：1 焦：2 或：3 我：1 焦：3 或：3 我：1 焦：4 或：5 我：1 焦：5 或：5 我：2 焦：3 或：3 我：2 焦：4 或：6 我：2 焦：5 或：7 我：3 焦：4 或：7 我：3 焦：5 或：7 我：4 焦：5 或：5 2 3 3

这正是我所期望的。任何想法为什么这个程序只输出我期望的包含额外的 printf 的？

【问题讨论】：

标签： c for-loop printf bitwise-operators

【解决方案1】：

在你的变量定义中

int maxAND, maxOR, maxXOR = 0;

您只用0 初始化maxXOR，但maxAND 和maxOR 保持未初始化。稍后访问这些值会导致未定义的行为。这就是你观察到的。

写...

int maxAND = 0, maxOR = 0, maxXOR = 0;
int AND = 0, OR = 0, XOR = 0;

或类似的东西，它应该始终如一地工作。

请注意，您不能依赖编译器为未初始化的变量“赋值”0；它可能会发生，也许如果你在没有优化的情况下构建，但这种行为可能会以不可预知的方式改变，有时只是通过添加另一个完全不相关的变量。访问未初始化的变量总是“未定义的行为”。

【讨论】：

谢谢，我假设内联多变量 decleration 会将值分配给所有最大变量。

【解决方案2】：

您的max 变量在循环开始之前未初始化。应该是：

void calculate_the_maximum(int n, int k) {
    int i, j = 1;
    int maxAND = 0, maxOR = 0, maxXOR = 0;
    int AND, OR, XOR = 0;

    for (i = 1; i <= n; i++) {
        for (j = i + 1; j <= n; j++) {
            AND = (i & j); OR = (i | j); XOR = (i ^ j);
            if (AND > maxAND && AND < k) { maxAND = AND; }
            if (OR > maxOR && OR < k) { maxOR = OR; }
            if (XOR > maxXOR && XOR < k) { maxXOR = XOR; }
        }
    }

    printf("%d\n%d\n%d", maxAND, maxOR, maxXOR);
}

【讨论】：