我的 C++ 程序中的一些代码使程序崩溃。我正在实现 BFS 算法

Posted 2023-02-16

【中文标题】我的 C++ 程序中的一些代码使程序崩溃。我正在实现 BFS 算法

【英文标题】：Some code in my C++ program crashes the program. I am implementing BFS algorithm

【发布时间】：2020-04-18 13:34:47

【问题描述】：

我正在实现 BFS 算法。我在 IDE 中编写了这段代码。SYSTEM： 视窗 10 开发 c++ bfs() 函数可能有错误。我发布所有代码只是因为参考。 我的 C++ 代码：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Graph
    int v; // number of vertices
    vector<int>*adj;
    public:
        /**
         * Constructor to initialize the graph.
         * @param v an integer: number of nodes in the graph
         */
        Graph(int V)
            this->v=V;
            this->adj=new vector<int>[V];
        

        /**
         * This function add a new edge to the graph.
         * @param u an integer: representing a node in the graph.
         * @param v an integer: representing a node in the graph.
         * @param biDir a bool: true denotes bidirectional edge, unidirectional otherwise.
         */
        void addEdge(int u,int v,bool biDir=false)
            adj[u].push_back(v);
            if(biDir)
                adj[v].push_back(u);
        
        /**
         * This function traverse the given graph using BFS traversal technique.
         * @param src a node: function starts traversing from this node.
         */
        void bfs(int src)
            // create a array of boolean to keep track of visited nodes.
            vector<bool>visited(this->v,false);
           // visited[0]=true;
            // make a queue and insert src into it
            queue<int>q;
            q.push(src); // insert src into queue
            // mark first node as visited
            visited[src]=true;
            while(!q.empty())
                int node=q.front();
                // visit
                cout<<node<<" ";
                // remove this node from queue
                q.pop(); 
                // visit every node adjacent to node 'node' 
                // if that node not visited then visit and enque it.
                for(int adjNode:adj[node])
                    if(!visited[adjNode])
                        visited[adjNode]=true;
                        q.push(adjNode);
                    
                
            

        
         void print()
            // for every vertex
            for(int i=1;i<this->v;i++)
                // every connected edge from vertex
                cout<<i<<"-> ";
                for(int node:adj[i])
                    cout<<node<<" ";
                
                cout<<endl;
            
        
;
int main()
    Graph g(5+1);
    g.addEdge(1,2);
    g.addEdge(1,4);
    g.addEdge(4,6);
    g.addEdge(3,6);
    g.addEdge(2,5);
    g.addEdge(5,2);
    g.addEdge(6,3);
    g.addEdge(6,4);
    g.print();
    cout<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<endl;
    g.bfs(1);
    return 0;

虽然这个程序编译得很好。但是在运行时，只有 print() 函数会执行。函数 bfs() 不执行。 它产生以下 OUTPUT: 由 print() 函数生成。

1-> 2 4
2-> 5
3-> 6
4-> 6
5-> 2

当我在 bfs() 中更改此代码时

vector<bool>visited(this->v,false);

致此

 bool visited[this->v];
            for(int i=0;i<this->v;i++)
                visited[i]=false;

此代码也不执行 bfs()。

【问题讨论】：

在我的情况下，当我重新安装编译器时，它对我有用。 -- 什么？我希望可以使用向下投票的 cmets。很可能，您的程序有未定义的行为，可能是由于未初始化的变量或越界访问。 @OP -- 请不要重新安装你的编译器。

@rahulkumar -- 你错了。仅仅因为程序编译正常，not 是否意味着它在逻辑上是正确的或没有错误。编译正常意味着程序没有语法错误。此外，bits 标头不是标准的——您应该包含正确的 C++ 标头。

我无法找到为什么我的程序会简单地终止（崩溃）的错误？您需要访问调试器。使用它来追踪崩溃发生的位置。

第二个调试器建议。如果您不知道如何使用调试器，请学习如何使用。不使用调试器就像开车没有镜子一样。我看到的一个具体问题是您创建了一个包含 6 个节点（有效索引 0 -> 5）的图，然后尝试访问索引为 6 的节点。不确定这是否是您唯一的问题，但这是第一个大问题。创建图表时使用“5 + 1”令人担忧。如果您想要 5 个节点，请输入 5。如果您想要 6 个节点，请输入 6。这让我觉得您正在尝试通过逐一显示和引入逐一错误来变得聪明。

是的，一个问题是您访问的向量越界。

【参考方案1】：

您只需将大小设置为 7 即可。您的问题是您正在调整图形的大小以具有 6 个节点，但访问第 7 个节点（编号为 6 的节点被认为是第 7 个节点，因为索引从 0 开始）。但无论如何，这不是解决问题的最佳方法。如果您希望包含数字 6，则让图形的大小为 V + 1。我还注意到您正在使用指向图中向量的指针。我认为如果您使用向量向量代替会更好。这是一个解决问题的代码。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>

class Graph

    std::vector<std::vector<int>> _graph;

public:

    Graph(int size)
    
        // nodes within the range [0..size] are valid.
        _graph.resize(size + 1);
    

    void addEdge(int from, int to, bool undirected = false)
    
        _graph[from].push_back(to);

        if (undirected)
            _graph[to].push_back(from);
    

    void bfs(int source)
    
        std::vector<bool> visited(_graph.size(), false);

        std::queue<int> queue;

        queue.push(source); 

        int depth = 0;

        while (!queue.empty())
        
            int size = queue.size();

            std::cout << "Depth Level " << depth << " (with " << size << " unvisited nodes): ";

            while (size--)
            
                int current = queue.front(); 

                std::cout << current << ' ';

                visited[current] = true;
                queue.pop();

                for (int node : _graph[current])
                    if (!visited[node])
                        queue.push(node);
            

            std::cout << std::endl;
            depth++;
        
    
;

int main() 

    Graph g(6);
    g.addEdge(1, 2);
    g.addEdge(1, 4);
    g.addEdge(4, 6);
    g.addEdge(3, 6);
    g.addEdge(2, 5);
    g.addEdge(5, 2);
    g.addEdge(6, 3);
    g.addEdge(6, 4);

    g.bfs(1);

输出：

Depth Level 0 (with 1 unvisited nodes): 1
Depth Level 1 (with 2 unvisited nodes): 2 4
Depth Level 2 (with 2 unvisited nodes): 5 6
Depth Level 3 (with 1 unvisited nodes): 3

【讨论】：

对于将来遇到此问题的任何人-此答案是创可贴。不应该这样解决。班级内部的错误应该得到修复。此修复程序只会使界面混乱。

@JohnFilleau 你是对的。我正在更新答案。谢谢。

【参考方案2】：

如我所见，您正在使用基于1 的节点值索引。我的意思是您没有考虑将0 作为图表中的一个节点。图中的任何节点都从1 开始。在初始化图形时，您可以将图形大小的值设置为等于number of nodes + 1 . 我的意思是，

Graph(int V)
            this->v=V+1;
            this->adj=new vector<int>[V];
        

这可以解决您的问题。