代码中不可预测的 SIGSEGV（运行时错误）

Question

我编写了一个代码，它使用我自己的任意精度函数来计算斐波那契数，用于乘法和加法。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<map>
#include<cstring>

using namespace std;

#define max 3000

struct data_type{
   int string[max]; 
};

struct data_type mul(struct data_type a,struct data_type b) {
   struct data_type c;
   memset(c.string,0,sizeof(int)*max);
   int k;
   int i,j;
   for(i=max-1;i>0;i--) {
      int num=a.string[i];
      int carry=0;
      int rem=0;
      k=i;

      for(j=max-1;j>0;j--) {
         int n=b.string[j]*num + carry;
         int r=n%10;
         carry=n/10;
         int p=(c.string[k]+r+rem)%10;
         rem=(c.string[k]+r+rem)/10;
         c.string[k]=p;  
         k--;
      }
   }

   return c;
}

struct data_type add(struct data_type a,struct data_type b) {
   struct data_type c;
   memset(c.string,0,sizeof(int)*max);
   int carry=0;
   int i,j;
   int k=max-1;

   for(i=max-1,j=max-1;i>0 && j>0;i--,j--) {
      int res=(a.string[i] + b.string[j])+carry;
      carry=res/10;
      c.string[k--]=res%10;
   }

   return c;
}

void multiply(struct data_type f[2][2],struct data_type m[2][2]){

   struct data_type x,y,z,t;
   x=add(mul(f[0][0],m[0][0]),mul(f[0][1],m[1][0]));    
   y=add(mul(f[0][0],m[0][1]),mul(f[0][1],m[1][1]));    
   z=add(mul(f[1][0],m[0][0]),mul(f[1][1],m[1][0]));    
   t=add(mul(f[1][0],m[0][1]),mul(f[1][1],m[1][1]));    

   f[0][0]=x;
   f[0][1]=y;
   f[1][0]=z;
   f[1][1]=t;       
}

void power(struct data_type f[2][2],unsigned long long n){

   if((n==0)||(n==1))
      return ;
   struct data_type a,b;
   memset(a.string,0,sizeof(int)*max);
   memset(b.string,0,sizeof(int)*max);
   a.string[max-1]=1;
   b.string[max-1]=0;
   struct data_type m[2][2]={{a,a},{a,b}};  

   power(f,n/2);

   multiply(f,f);

   if(n%2 != 0)
       multiply(f,m);
   }

   struct data_type fib(unsigned long long n){
   struct data_type a,b;
   memset(a.string,0,sizeof(int)*max);
   memset(b.string,0,sizeof(int)*max);
   a.string[max-1]=1;
   b.string[max-1]=0;

   struct data_type f[2][2]={{a,a},{a,b}};

   if(n==0)
      return b;

   power(f,n-1);
   return f[0][0];
}

int main()
{   
   int t;
   cin>>t;

   for(int w=0;w<t;w++){
      unsigned long long n;
      cin>>n;
      struct data_type a,b,c;

      a=fib(n-1);
      b=fib(n+2);
      c=add(a,b);

      int ck=0;

      for(int i=0;i<max;i++) {
         if(c.string[i] && !ck)
            ck=1;

         if(ck)
            cout<<c.string[i];
      }

      cout<<"\n";
   }

   return 0;
}

我的问题是它显示 SIGSEGV 正在运行，但有时运行正确，例如我已经在 fib(50000) 上测试了 max=4000，但是一旦我更改 max=5000，它就会停止工作。我头疼了好几个小时，但仍然无法找出问题所在。

请告诉我我的代码可能有什么问题。

代码中是否有任何逻辑错误导致运行时错误？

Answer 1

我认为问题出在mul() 函数中，因为内部for 循环中的索引k 可以变为负整数，而k 用于索引数组。

k 总是递减max - 1 次，但它仅在外部for 循环的第一次迭代中设置为max - 1。在外部for 循环的后续迭代中，它被设置为小于max - 1 的值，导致k 变为负数。

编辑：

我修改了内部for循环：

for(j=max-1;j>0;j--){
    if (k < 0)
        std::cout << k << "\n";
    ...
}

并在执行过程中提示时提供1 和4，并显示许多负值：所以这绝对是一个问题。

Answer 2

MAX 值较大的问题可能源于您在堆栈上创建大型数组，从而导致堆栈溢出。

尝试使用new 动态分配对象，看看SIGSEGV 错误是否消失。