数组大小超过函数大小 (C++)

Question

首先让我说我对编程很陌生。解决方案可能非常明显。

基本上我需要编写一个代码，在 1 到 500 之间随机生成 10,000 个数字（有些数字会在整个数组中重复出现。问题是，要给所述数组赋值，我的意思是把它放在一个函数中输入 int 并从那里开始，但数组根本不适合函数。在这种情况下，有没有办法使用一个循环为数组中的所有变量赋值？可以在函数之外完成吗？

如果我尝试从函数中调用它，我会收到这 2 条警告消息：

1) 警告 C6262 函数使用 '40012' 字节的堆栈：超过 /analyze:stacksize '16384'。考虑将一些数据移动到堆中。

2) 警告 C6201 索引 '10000' 超出有效索引范围 '0' 到 '9999' 对于可能堆栈分配的缓冲区 'numsinarray'

编辑：我在 Visual Studio 2019 上工作

这是代码

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;
std::random_device seed;
std::mt19937 mersenneTwister(seed());
const int AmountOfNum = 10000;

const int RandomInt(int min, int max);
int NumGen(int min, int max);

int main()
{





}

const int RandomInt(int min, int max)
{
    std::uniform_int_distribution<int> distribution(min, max);
    return distribution(mersenneTwister);
}

int NumGen(int min, int max)
{
    int numsinarray[AmountOfNum];

    for (int i = 0; i <= AmountOfNum; i++)
    {
        numsinarray[i] = RandomInt(1, 500);

    }

}

Answer 1

欢迎来到堆栈溢出，讽刺的是这里的问题是堆栈溢出。
在这段代码 sn-p 中，您分配了 10'000 个 4 个字节的整数，总共 40'000 个字节，这对于堆栈中的东西来说是很多的。

int numsinarray[AmountOfNum];

什么是堆栈？：
stack 是您的操作系统为执行程序而分配的内存区域，它是保存局部变量、函数调用、返回值等的地方... 这有助于跟踪函数调用以及 CPU 运行完函数时返回的位置。

我的问题的解决方案是什么？：(Dynamic memory)
解决方案很简单，但也有责任。每当您尝试分配大的东西时，您必须考虑Heap。heap 是您可以获得尽可能多的内存的地方，因为您的操作系统和 PC 可以处理。

如何从堆中分配？

int* numsinarray = new int[AmountOfNum]; // syntax : TYPE* ptr = new TYPE[NB];

就这么简单，但还记得我之前提到的责任吗？ 每当您从堆中分配时，您必须在完成后显式释放您保留的内容（不再需要数据）

如何释放？

delete[] numsinarray;

语法是：

delete[] ptr; // if its an array or 
delete ptr; // if you allocate only one element

您的代码将是：

int main()
{
   int* my_arr = NumGen(0, 500);
   // use my array.. more code...
   delete[] my_arr; // free my array I dont need it anymore
}

int RandomInt(int min, int max) // the const here is useless (I removed it)
{
    std::uniform_int_distribution<int> distribution(min, max);
    return distribution(mersenneTwister);
}

int* NumGen(int min, int max)
{
    int* numsinarray = new int[AmountOfNum];

    for (int i = 0; i < AmountOfNum; i++) // must be < not <= the latter will reach AmountOfNum 
         //which is already out of the array (array's in C/C++ are indexed in [0..n-1]
    {
        numsinarray[i] = RandomInt(1, 500);

    }
    //  do more processing maybe return the pointer of you array
    return numsinarray;
}

请确保您没有重复释放指针或在释放后再次使用它。

这听起来很复杂的任何替代方案？
遗憾的是，要成为一名优秀的程序员，您必须处理堆问题，但如果您正在寻找其他解决方案，标准库 (STL) 为我们提供了std::vector，它更易于操作、处理和自动处理堆问题。

Answer 2

int numsinarray[AmountOfNum];

您正在调用堆栈上静态分配 (sizeof(int) * AmountOfNum) = (4 * 10000) = 40000 字节，但您的项目的堆栈大小设置为 16384 字节。正如警告所说，使用new[] 或std::vector 在堆上动态分配数组。

for (int i = 0; i

数组是从 0 开始索引的。您的数组的有效索引是 0..9999，但是您的循环使用 <= 而不是 < 使其尝试写入索引 10000，从而超出数组的范围进入周围的内存。

试试这个：

#include <iostream>
#include <random>
#include <vector>

std::random_device seed;
std::mt19937 mersenneTwister(seed());
const int AmountOfNum = 10000;

const int RandomInt(int min, int max);
int NumGen(int min, int max);

int main() { }

const int RandomInt(int min, int max)
{
    std::uniform_int_distribution<int> distribution(min, max);
    return distribution(mersenneTwister);
}

int NumGen(int min, int max)
{
    std::vector<int> numsinarray(AmountOfNum);
    for (int i = 0; i < AmountOfNum; i++)
    {
        numsinarray[i] = RandomInt(1, 500);
    }

    /* alternatively:

    std::vector<int> numsinarray;
    numsinarray.reserve(AmountOfNum);
    for (int i = 0; i < AmountOfNum; i++)
    {
        numsinarray.push_back(RandomInt(1, 500));
    }
    */

    // use numsinarray as needed...

    return ...;
}

Answer 3

应该认真对待编译器给出的警告（我将在下面处理这些）。它还应该至少给你一个警告：你的函数 NumGen 被声明为（返回一个）int 但它实际上并没有返回任何东西！

您将遇到的另一个问题是您无法访问您在函数中“创建”的数组numsinarry。为了解决这个问题和警告之一，您应该声明（并定义）“NumGen”函数作为返回 指向 int 的指针 - 然后您可以将该返回的指针作为数组访问。

所以，这是一个可能的版本（我添加了三斜线 cmets，并在其中进行了一些更改）：

int* NumGen(int min, int max) /// Use int* to say we shall return a pointer (array)¬
{
//  int numsinarray[AmountOfNum]; /// This is too big for the "stack" - see below.
    int *numsinarry = new int[AmountOfNum]; /// This creates the 'array' on the "heap"

//  for (int i = 0; i <= AmountOfNum; i++) /// This goes one beyond the end of the array
    for (int i = 0; i < AmountOfNum; i++)  /// The last element has index AmountOfNum - 1
    {
        numsinarray[i] = RandomInt(1, 500);
    }
    return numsinarry; /// Return this so we can use the data!
}

“创建”numsinaarry（所谓的 自动 变量）的问题是编译器将（尝试）从分配给函数的内存中为其分配空间被调用；这就是所谓的 stack，根据您引用的警告，它在您的平台上的限制为 16384 字节（16 KB）。使用 'new' 操作符从我们称为 heap 的地方分配所需的内存（40,000 字节） - 实际上，这就是您的程序可用的内存总量（这些天，巨大的）。

当您最终从main 调用此函数时，您将执行以下操作：

int *data = NumGen(1, 500); // These are the limits for min & max you indicated!

然后您可以使用普通索引系统访问data“数组”的元素，例如：int test = data[123];。

还有一件非常重要的事情：你永远不应该忘记，在某个时候，释放分配的内存！释放使用new[] 运算符分配的内存的方法是使用'delete[]` 运算符，如下所示（当您完成数据时）：

delete[] data;

请随时要求任何进一步的澄清和/或解释。