转置矩阵的内存破解会破坏堆栈，C++答案

【问题标题】：Memory hack to transpose matrix corrupts stack, C++转置矩阵的内存破解会破坏堆栈，C++
【发布时间】：2015-11-21 17:24:24
【问题描述】：

我需要在 C++ 中实现一个矩阵转置过程。问题是签名，函数必须像这样调用：

transpose(in_mat[0][0], n, m, out_mat[0][0])

其中 n 和 m 是维度。所有值都是双精度值，包括矩阵和维度。

由于代码是自动生成的，我无法解决这个问题。

我的解决方法如下所示：

void transpose(double& in_mat, const double _n, const double _m, double& out_mat)
{
    int n = _n, m = _m;
    double* in_pointer= &in_mat;
    double* out_pointer= &out_mat;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            *(out_pointer+(j*n+i)) = *(in_pointer+(i*m + j));
        }
    }
}

它工作正常。我用两个不同宽度和高度的矩阵构建了一个测试用例。一个用随机数填充，另一个用零填充。然后调用转置过程并比较两个矩阵。功能是正确的。

但它破坏了堆栈。在 Visual Studio 2015 中运行时出现警告

运行时检查失败 #2 - 变量“in_mat”周围的堆栈已损坏。

我做错了什么？为什么堆栈损坏？调用转置后的代码可以正常工作。

编辑：

这是完整的设置：

#include <random>
#include <iostream>

void transpose(double& in_mat, const double _n, const double _m, double& out_mat)
{
    int n = _n, m = _m;
    double* in_pointer = &in_mat;
    double* out_pointer = &out_mat;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            *(out_pointer+(j*n+i)) = *(in_pointer+(i*m + j));
        }
    }
}


int main()
{

    double in_mat[5][4];
    double out_mat[4][5];// assign matrix

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            in_mat[i][j] = std::rand();
            out_mat[j][i] = 0;
        }
    }

    double n = 5;
    double m = 4;

    transpose(in_mat[0][0], n, m, out_mat[0][0]);

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if (in_mat[i][j] - out_mat[j][i]>0.0001) {
                std::cout << "code is broken" << std::endl; //never reached
            }
        }
    }
    std::cout << "finished" << std::endl;
}

【问题讨论】：

C 没有引用。如果您使用 C++ 编程，请指定 C++，而不是 C。
你是对的。我修好了。
这些矩阵有多大？您是否考虑过将它们分配到堆上？
@simpel01 - 这有什么关系？它是一个数组 - 包含 m*n 个条目的连续内存块
这很重要，因为根据您运行的系统，函数的堆栈大小是有限的。因此，当transpose 被调用时，它的激活记录将破坏调用者激活记录中分配的一个或两个矩阵。

标签： c++ pointers stack pointer-arithmetic stack-corruption

【解决方案1】：

您的下标（或循环限制）在您初始化矩阵的位置向后。

你有

double in_mat[5][4];
double out_mat[4][5];// assign matrix

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    for (int j = 0; j < 5; j++) {
        in_mat[i][j] = std::rand();
        out_mat[j][i] = 0;
    }
}

当j==4 超出out_mat 末尾时

【讨论】：