当使用更多内存时，C 中的程序崩溃

Question

我必须做一个 C 语言的学校作业小程序，它将读取标准输入并打印一些标准输出。更具体地说，它是关于读取数字并对其进行排序。

（可以跳过，只是为了理解代码） 输入的第一行应确定将有多少行数字。第二行是下一行数字的数量。第三行是具体数字。第四行是下一行的数字数量，依此类推，直到达到 K 行。限制为 0

示例 输入：

1. 2 //表示将有2个数字序列（行）及其对应的数量
2. 3 //第一个序列会有3个数字
3. 5 99912 45 //第一个序列
4. 6 //在第二个序列中会有6个数字
5. 9489498 22131 0 521313 7988956 5 //第二个序列

输出：

0 5 5 45 22131 99912 521313 7988956 9489498

所以我已经完成了一个工作程序，但它似乎不稳定，具有更高的值。但是我无法确定程序究竟何时何地失败。在我的电脑上，我测试了所有可能的最大值，并在合理的时间内返回了正确的输出，但在完成测试的学校服务器上，它无法处理高值并失败。

有一件事，程序应该只使用 C，而不是 C++，但我不太确定它们之间的差异，而且由于我使用的是 C++ 编译器，所以我的代码可能不仅仅是原始 C。

我是一个 C 初学者，这对我来说就像“Hello world”，所以请你快速浏览一下代码并说出可能导致不稳定的原因吗？谢谢

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

int main(void) {    
    int k, n, i, y, x, index = 0;
    int *numbers = (int*) malloc(100000000 * sizeof(int));
    if(numbers == NULL){
        exit(1);
    }
    scanf("%d", &k);
    for (x = 0; x < k; x++) {
        y = 0;
        scanf("%d", &n);
        while(scanf("%d", &i) > 0){
            numbers[index++] = i;
            if(++y == n){
                break;
            }
        }
    }
    for(y = 0;y < index;y++){   //find and print all 0's, because later I will use 0 as a
                                //already used (printed) element in array and ignore it      
        if(numbers[y] == 0){
            if(y == index-1){
                printf("0");
            }else{
                printf("0 ");
            }
        }
    }
    int smallest, smallestIndex;
    for(x = 0;x < index;x++){   //print all other numbers in ascending order
        smallest = 0;
        for(y = 0;y < index;y++){  //find current smallest number
            if((numbers[y] < smallest || smallest == 0) && numbers[y] != 0){
                smallest = numbers[y];
                smallestIndex = y;
            }
        }
        numbers[smallestIndex] = 0;
        if(smallest > 0){
            if(x == index-1){
                printf("%d", smallest);
            }else{
                printf("%d ", smallest);
            }
        }
    }
    free(numbers);
    numbers = NULL;
    return 0;
}

Answer 1

根据您提供的信息，我认为这只是服务器上的资源限制。服务器只是内存不足，您的malloc() 失败。我建议你调试或这样做：

if(numbers == NULL){
    printf("malloc() failed\n");
    exit(1);
}

Answer 2

打印初始零的代码可疑：

for(y = 0;y < index;y++){   //find and print all 0's, because later I will use 0 as a
                            //already used (printed) element in array and ignore it      
    if(numbers[y] == 0){
        if(y == index-1){
            printf("0");
        }else{
            printf("0 ");
        }
    }

假设您有一个以 0 作为最后一个元素的序列（例如 1 2 3 4 5 0）；我猜这段代码只会打印0，后面没有空格，后面的代码会打印1 2 3 4 5，所以你会得到类似01 2 3 4 5的东西。

我了解您希望输出尽可能美观，即末尾没有空格。另请注意，输出末尾的换行符 (\n) 可能很好。

Answer 3

我重写了您程序的开头部分，以使您走上正确的道路。这应该对您有所帮助，但我不能确定，因为我真的不知道是什么导致您的程序崩溃。

这实现了realloc 函数，它应该使您的程序比现在更加高效。如果您不知道realloc 是什么，您可以阅读here 和here。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFFER 256                                                  //for memory management         

int main(void) 
{    
    int k, n, i, y , x, index = 0, bff;                             //declare integer 'bff' and set it to BUFFER
    int *numbers = NULL, *tmp;                                      //declare a pointer (numbers) for allocated memory, and a pointer (tmp) for the realloc function

    if(!(numbers = malloc(BUFFER * sizeof(int))))                   //allocate space for 'bff' integers
    {
        exit(1);                                                    //allocation failed
    }
    scanf("%d", &k);
    for (x = 0; x < k; x++) 
    {
        scanf("%d", &n);
        while(scanf("%d", &i) > 0)
        {
            if(bff <= index)                                        //if the size of index grows larger than the amount of space we allocated
            {
                bff += BUFFER;                                      //increase the size of bff by BUFFER
                if(!(tmp = realloc(numbers, bff * sizeof(int))))    //resize our allocated memory block using the tmp pointer 
                {
                    free(numbers);                                      //allocation failed so free already allocated memory
                    exit(1);                                        //and terminate the program
                }
                numbers = tmp;                                      //make numbers point to the same location as tmp
                numbers[index++] = i;                               
                if(++y == n) break;
            }
        }
    }
    .
    .
    .
    free(numbers);
    return 0;
}

请记住，使用 realloc 有更有效的方法。我刚刚在这里发布了这个让你走上正轨。祝你好运！

Answer 4

您分配了错误的内存量。规范规定 每个 序列可以包含 1000 万个值，而您分配的数量是固定的。最多可能有 k*1000 万 个输入值，而您无法知道您分配的数量是否足够。

正如m0skit0所指出的，问题也可能是由于过度分配造成的。

要解决问题，您应该分配所需的内存量，不多也不少。 使用为每个序列提供的序列长度来执行此操作。 另外，您需要检查malloc 和realloc 的返回值。如果返回值为NULL，则分配失败，您应该打印错误消息和exit。