尝试查找数组中点之间的最小距离时的随机垃圾输出答案

【问题标题】：Random garbage ouput when trying to find the minimum distance between points in an array尝试查找数组中点之间的最小距离时的随机垃圾输出
【发布时间】：2019-07-13 13:30:29
【问题描述】：

有什么大惊小怪的？

我试图找到点之间的最小距离（2D 平面中 2 个点之间的距离：与 (x1, y1) to (y1, y2)) 的距离，存储在数组 arr 中，然后计算并返回这些距离的最小值。

但是，问题在于我的源代码会产生随机垃圾输出。

这个想法是用公式得到点(x1, y1) and (x2, y2)之间的距离： sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2)。为此，我为每次迭代选择 4 个元素： x1 = arr[0], x2 = arr[1], y1 = arr[2], y2 = arr[3]。 x1 和 x2 在每次迭代（i）中保持不变，同时计算 x1, x2 和 y1, y2 之间的距离（对于 j 的每次唯一迭代而变化）。最后选择两点之间的最短距离，返回main()。

我做了什么来解决这个烂摊子？

在源代码中包含调试语句表明罪魁祸首是随机垃圾值（从字面上看，它甚至不应该存在！）。

另一个罪魁祸首是sqrt(arg) 给出了一个随机垃圾值。例如，在计算(4, 4) 和(1, 100) 之间的距离时，结果为sqrt(0 + (-99)^2) = 99。但它却输出-2147483648。

这是我的代码：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cmath>
using std::sqrt;
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
int dist_cal(vector<int>&, int);

int main()
{
    int num_pairs = -1;
    cout << "Enter the number of pairs of point co-ordinates (x, y) that you want to enter: " << endl;
    cin >> num_pairs;

    vector<int> points;
    cout << "Now enter the (x, y) co-ordinate pairs: " << endl;
    for (int i = 0; i < num_pairs * 2; i++)
    {
        int buff;
        cin >> buff;
        points.push_back(buff);
    }

    cout << "The minimum distance between the array of points entered is " << dist_cal(points, num_pairs) << "." << endl;
    return 0;
}

int dist_cal(vector<int>& arr, int num_pairs)
{
    int min_distance = -1, temp_distance = -1, x1, x2, y1, y2, itr_count = 0;
    for (int i = 0; i <= num_pairs; i += 2)
    {
        x1 = arr[i + 0];
        x2 = arr[i + 1];
        for (int j = i + 2; j <= num_pairs; j += 2)
        {
            y1 = arr[j + 0];
            y2 = arr[j + 1];
            temp_distance = sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2);
            if (itr_count == 0)
            {
                min_distance = temp_distance;
                itr_count++;
            }
            if (min_distance > temp_distance)
            {
                min_distance = temp_distance;
            }
        }
    }
    return min_distance;
}

我知道这种方法很幼稚且 O(n^2)，但要转向更快的算法，我必须首先用最基本的方法来解决它。

对于输入：

输出应该是0。

实际输出如下： The minimum distance between the array of points entered is -2147483648.

我在这里做错了什么？也欢迎替代（和更有效的算法）！提前致谢！ :)

【问题讨论】：

您在以下行中有错字：int j = i + 2; i <= num_pairs; j += 2，应为j 而不是i。在访问vector 时使用at 而不是[]，在at 越界访问时会出现异常。
@rafix07 是的！感谢您指出了这一点！我将编辑代码。现在，输出来了，但它是一个随机垃圾：-2147483648。
@rafix07 另外，我意识到我一定是失明了，我所有的脑细胞一定在过去 1 小时左右都死了。

标签： c++ c++14 closest-points

【解决方案1】：

在C++中^表示XOR位运算，如果要将x1-x2升到2次方，可以写成：(x1-x2) * (x1 - x2)或使用std::pow函数。

所以这个

sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2);

应该是：

sqrt((x1 - x2)*(x1 - x2) + (y1 - y2)*(y1 - y2));

另一个问题，sqrt 返回实数，所以min_distance 和temp_distance 应该是double 或float。

您的向量以这种形式保存坐标：x(i),y(i),..

这样读

    x1 = arr[i + 0];
    x2 = arr[i + 1];

错了，应该是：

    x1 = arr[i + 0];
    y1 = arr[i + 1];

在内循环中做同样的事情。

你的内部循环也应该从0 索引开始。并且您必须检测到对于给定的p 点计算distance(p,p)（它始终为0）并跳过此迭代的情况。然后您将计算所有距离。

【讨论】：

这个问题实际上是一个赋值，问题陈述有x1, x2这样的符号。但是，您的评估是正确的，因为 x2 最好读作 y1，对应于坐标轴。

【解决方案2】：

除了rafix07 建议的修复之外，要使此源代码正常工作，还必须进行另一项更改：

for (int j = i + 2; j <= num_pairs; j += 2)

实际上应该是：

for (int j = i + 2; j <= num_pairs + 2; j += 2)

这是因为i 对于4 对的输入最多可以达到4 的值（数组大小：0 -> 7）。由于j 也依赖于i，所以在i 上总共执行了4 增量。所以i 最多只能是4，所以x1 = 4, x2 = 5, y1 = 6 和y2 = 7。另一方面，j 对于4 对的输入最多可以是6（数组大小：0 -> 7）。这是因为如果i == 4 和j == 6，那么y1 = 6 和y2 = 7，这是向量points 中的最后一个索引。

【讨论】：