如何删除我的 C++ 代码中的分段错误？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何删除我的 C++ 代码中的分段错误？

【英文标题】：How to remove Segmentation Fault in My C++ code?

【发布时间】：2021-09-12 17:20:12

【问题描述】：

我编写了一个 C++ 函数，它以数组及其大小作为参数并执行某些操作。当我尝试运行此代码时，它显示分段错误。有人可以告诉我为什么此代码显示分段错误以及如何删除它？

void rearrange(long long *arr, int n) 
 
    long long temp[n];
    int max = n-1;
    int min = 0;
    for(int i=0;i<n;i++)
        if(i%2 == 0)
            temp[i] = arr[max];
            max--;
        
        else
            temp[i] = arr[min];
            min++;
        
    
    
    for(int i=0;i<n;i++)
        arr[i] = temp[i];
    

【问题讨论】：

你是怎么调用这个函数的？

您尝试调试代码吗？long long temp[n]; 不是有效的 c++。

您是否尝试编译代码，long long temp[n] 应该会报错。查看具有运行时确定大小的数组的 std::vector 。好消息是您可以通过显式引用传递它们，例如重新排列（std::vector& arr）。如果您在编译时确实知道大小，则可以使用重新排列(std::array& arr).

@PKramer 这是 g++ 编译器扩展。

@Eugene Meh，那不是标准的 C++。

【参考方案1】：

我试图这样调用你的函数（不改变任何内容）：

void rearrange(long long *arr, int n) 

    long long temp[n];
    int max = n - 1;
    int min = 0;
    for(int i = 0;i < n;i++) 
        if(i%2 == 0) 
            temp[i] = arr[max];
            max--;
         else 
            temp[i] = arr[min];
            min++;
        
    
    for(int i = 0;i < n;i++) 
        arr[i] = temp[i];
    


int main()

    const int n = 10;
    long long arr[] = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;
    rearrange(arr, n);
    return 0;

编译器g++ 9.3.0 没有显示错误，也没有引发SIGSEG 信号。

但是！

你的功能有弱点。现代 C++ 编译器允许您像以前那样声明数组：

long long temp[n];

弱点在于变量n 的值在编译期间是未知的。这是一种糟糕的 C++ 方式。最好这样做（如果您选择 C ​​样式的数组）：

void rearrange(long long *arr, int n) 

    long long *temp = new long long[n];
    ...
    ...
    ...
    delete temp;

此外，您可能调用了一个函数并传递给它一个指向随机内存位置的指针arr，即没有为数组分配内存。例如，如果你用这样一个未初始化的指针调用你的函数，操作系统会发起一个信号SIGSEG（Segmentation Fault）：

int main()

    const int n = 10;
    long long *arr;    // pointing to any (unknown) memory cell
    rearrange(arr, n);
    return 0;

但在这种情况下，g++ 显示警告消息：“arr”在此函数（main）中未初始化。

【讨论】：

更好的方法是使用std::vector<long long> 和push_back 的值。

@Thomas Matthews，你能解释一下为什么它是解决这个问题的更好方法吗？当然，标准 C++ 库功能强大，提供了更多高级编程机会。我们可以在这个问题中使用矢量。但是我确信这个问题的作者是一个初学者，因为他已经提出了这个问题。那么向初学者解释什么更容易：通常的指针 - 这是语言的一部分，不需要任何库 - 或许多标准库容器之一？在我看来，我已经展示了最接近作者风格的解决方案之一。

@V.Fedulov RAII 仅举一个。总的来说，我同意Kate Gregory。

@V.Fedulov: 1) 内存管理（用于扩展）已经实现，并经过测试。您不必浪费时间进行开发和调试。 2）std::vector 有一个size 方法。当您将 std::vector 传递给函数时，您始终可以获得大小。数组需要传递数组的开头和容量（甚至可能是元素的数量）。 3) 与其他函数一起传递的语法更容易。 4) std::vector 删除它分配的所有内存。使用动态分配的数组，你必须记住何时删除内存。这够了吗？

是的，但我要求解释为什么 vector 是这个特定问题的最佳解决方案。显然，作者不再对这个问题感兴趣。我只是想说明他不使用 std 库时遇到的错误的性质。

【参考方案2】：

问题很可能是数组索引越界。如果n 大于数组的大小或为负数，就会发生这种情况。

一种解决方案是使用std::vector<long long> &arr 而不是long long *arr，这样可以使用size() 函数而不是依赖n 来等于数组大小。

【参考方案3】：

首先，您不能创建数组指针。数组总是通过引用传递的。按照这段代码，

void rearrange(long long arr[], int n)
// do some thing

【讨论】：

我的建议是尽可能停止使用“C”风格的数组，改用std::array/std::vector。

请注意，此函数与 OP 的签名完全相同。

你当然可以让数组衰减为指针；无论哪种方式，它在逻辑上都是等价的。