C++ 中由多个 += 运算符导致的分段错误

segmentation fault caused by multiple += operators in c++?

本文关键字：分段 错误 运算符 C++      更新时间：2023-10-16

我正在为c ++开发一个粒子引力相互作用模拟程序，我几乎可以工作了，但是我有一个愚蠢的无法解释的错误，这让我发疯。

该程序有2048个粒子，并以200个时间步长模拟它们;在每个状态下，它根据所有其他粒子的净力更新每个粒子的新位置，速度和加速度。 基本上，这是我编写的递归函数，它遍历quad_tree并更新所有粒子值：

    void iterateThroughQuadTree(double alpha, double delta_t)
    {
        std::cout << particles_count << std::endl;
        if (particles_count > 10)
        {
            //std::cout << particles_count << std::endl;
            children[0]->iterateThroughQuadTree(alpha,delta_t);
            children[1]->iterateThroughQuadTree(alpha,delta_t);
            children[2]->iterateThroughQuadTree(alpha,delta_t);
            children[3]->iterateThroughQuadTree(alpha,delta_t);
        }
        if (particles_count > 0)
        {
          std::cout << *(particles_x) << " " << *(particles_y) << " " << *(particles_vx) << " " << *(particles_vy) << std::endl;
          double acc_magnitude = 0, distance = 0, unit_vector_x = 0, unit_vector_y = 0, x_displacement = 0, y_displacement = 0, theta = 0, x_acc = 0, y_acc = 0;
          for (size_t i = 0; i < particles_count; i++) {
              double temp_x_acc = 0;
              double temp_y_acc = 0;
              for (size_t k = 0; k < particles_count; k++) {
                  if (i != k) {
                      x_displacement = particles_x[k] - particles_x[i];
                      y_displacement = particles_y[k] - particles_y[i];
                      distance = sqrt(pow(x_displacement,2) + pow(y_displacement,2));
                      unit_vector_x = x_displacement / distance;
                      unit_vector_y = y_displacement / distance;
                      acc_magnitude = particles_m[k] / pow(distance,2);
//                    //theta = atan(y_displacement/x_displacement);
                      x_acc = acc_magnitude * unit_vector_x;
                      y_acc = acc_magnitude * unit_vector_y;
//                    //x_acc = (x_displacement);
//                    //y_acc = (y_displacement);
                      temp_x_acc = temp_x_acc + x_acc;
                    //temp_y_acc = temp_y_acc + y_acc;
                  }
              }
              //std::cout << temp_x_acc << " " << temp_y_acc << std::endl;
              particles_x[i] += ((particles_vx[i]*delta_t) + alpha*temp_x_acc*pow(delta_t,2));
              particles_y[i] += ((particles_vy[i]*delta_t) + alpha*temp_y_acc*pow(delta_t,2));
              particles_vx[i] += 2*alpha*temp_x_acc*delta_t;
              particles_vy[i] += + 2*alpha*temp_y_acc*delta_t;
//            if (i < 1) {
//                //std::cout << *(particles_x + i) << " ";
//            }
          }
        }
    }

如果你注意在函数中间有两行以下两行：

temp_x_acc = temp_x_acc + x_acc;
//temp_y_acc = temp_y_acc + y_acc;

错误是，如果这些行之一被注释掉（哪一行无关紧要），程序工作正常。 但是当它们都未被注释时，程序在几次迭代后崩溃，导致分段错误。 我使用了ValGrind Memcheck，它说有一个堆栈溢出。我不明白为什么两条线不能一起出现在程序中;一个简单地汇总所有 x 分量加速度，另一个对 y 分量加速度求和。 当我有两个 += 运算符时是否存在某种类型的内存问题？ 我每次都尝试重新初始化变量，但仍然得到相同的结果。 如果你知道为什么会发生这种情况，你能向我解释一下吗？ 谢谢，感谢您的帮助。

如果需要，我将为该程序发布额外的代码，问题是该程序很大，所以我不想发布超过所需的代码。

没有看过你所有的代码，我有一个可能成立的理论。 在代码中尚未显示的某个地方，您肯定必须修改 particles_count 的值，这是一个全局变量。 您的递归函数不可能终止，除非particles_count低于 10。

当temp_x_acc和temp_y_acc都设置好时，您的particles_count值是否有可能以某种方式上升，从而导致循环的更多迭代，从而导致堆栈溢出？ 作为帮助验证的健全性检查，我建议您在函数顶部添加一个静态计数器，如下所示：

static int iteration=0;
iteration++;
cerr<<"Iteration: "<<iteration<<", "<<Particles count: "<<particles_count<<endl;

请注意 cerr 的使用，以便在它崩溃之前获得所有输出。 Cout在崩溃时可能不会打印整个故事。

通常，对于递归代码，particles_count等重要变量应作为函数参数传递。 我认为particles_count的价值可能会以您意想不到的方式发生变化。

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