调用函数给出2个不同的输出值

calling functions gives 2 different values of output

本文关键字:输出 2个 函数 调用      更新时间:2023-10-16

这让我困惑了好几天。我对C有点陌生,但我通常可以通过谷歌来解决问题,但这把我难住了。我问了几个人,他们都没能帮上忙。

问题是,当我包括我在代码中标记的行(48和49)时,f1计算的输出与output2不同,即使它们在数学上应该是相同的。然而,如果我以不同的方式调用它,那么我就不会有这个问题。我正在用gcc或g++在ubuntu 12.04上编译(两者都给出相同的问题)。

我也上传了代码到pastebin。请参见第48行和第49行。

提前感谢您的帮助。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PARAMETER1 100
#define nx1 5
#define nx2 10
#define nx3 10
#define ny1 4
#define ny2 5
#define ny3 10
#define Nx nx1+nx2+nx3+1
#define Ny ny1+ny2+ny3+1
#define X1_LENGTH 5.0     
#define X2_LENGTH 10.0
#define X3_LENGTH 50.0
#define Y1_LENGTH 0.04
#define Y2_LENGTH 5.0
#define Y3_LENGTH 20.0
double f(int j,int i);
double g(int j,int i);
double dx(int i);
double calc_value_pos(int i);
double calc_value_neg(int i);
double **matrix;
double f1(int j,int i);
double calc_value2_pos(int i);
double calc_value2_neg(int i);
double f2(int j,int i);
int main(void){
    matrix=(double **)malloc((size_t) ((Ny+1)*(Nx+1)+1)*sizeof(double * ));
    for (int j=1; j<=(Ny+1)*(Nx+1); j++) {
        matrix[j] = (double *)malloc((size_t) ((Ny+1)*(Nx+1)+1)*        sizeof(double ));
    }
    for (int j=1; j<=Ny+1; j++){
        for (int i=1; i<=Nx+1; i++){
            matrix[j][i]=0.0;
        }
    }
    for (int i=0; i<=Nx; i++){
        for (int j=0; j<=Ny; j++){
            int k=i+(j)*(Nx+1)+1;
            matrix[k][k] = f(j,i);      /*including this line causes the problem*/
            //matrix[k][k] = f1(j,i);     /* including this line does not cause the problem*/
        }
    }
    return 1;
}
double f(int j, int i){
    double output=f1(j,i)+f2(j,i);
    return output;
}
double f1(int j, int i){
    double output;
    if (i==0 || j==0 || i==Nx || j==Ny) output=0.0;
    if (i!=0 && j!= 0 && i!= Nx && j!=Ny) {
        output = (g(j,i)*g(j,i+1))/(g(j,i)*calc_value_pos(i)+g(j,i+1)*calc_value_neg(i));
        double output2;
        output2=1.0/( (calc_value_neg(i)/g(j,i)) + (calc_value_pos(i)/g(j,i+1)));
        /*if (output2!=output2) printf("output2: %lfn",output2);*/
        if (output != output2 && output==output) printf("(j%d,i%d) output:%lf toutput2:%lfn",j,i,output,output2);
    }
    if (output!=output) output=0.0;
    return output;
}
double f2(int j,int i){
    /* calculates f2 for (j,i) */
    double output;
    if (j==0 || i==0) output=0.0;
    else output = g(j,i)*g(j,i-1)/(g(j,i)*calc_value2_neg(i)+g(j,i-1)*calc_value2_pos(i));
    if (output!=output) output=0.0;
    return output;
}
double calc_value2_pos(int i){
    /* calculates calc_value2_pos for X=i */
    double output= dx(i)/2.0;
    return output;
}
double calc_value2_neg(int i){
    /* calculates calc_value2_neg for X=i */
    if (i==0) printf("Warning off gridn");
    double output= dx(i-1)/2.0;
    return output;
}
double g(int j,int i){
    double output=PARAMETER1;
    if (j==0 || i==0) output=0.0;
    if (j>=ny1+1 && j<=ny1+ny2 && i>=1 && i<=nx1) output=0.0;
    if (output!=output) printf("calc_D(%d,%d) error: output==nann",j,i);
    return output;
}
double calc_value_pos(int i){
    if (i==Nx) printf("Warning east posn");
    double output;
    output = dx(i+1)/2.0;
    if (output!=output) printf("calc_delta_e_pos(%d) error: output==nann",i);
    return output;
}
double calc_value_neg(int i){
    double output=dx(i)/2.0;
    if (output!=output) printf("calc_delta_e_neg(%d) error: output==nann",i);
    return output;
}
double dx(int i){
    double output;
    if (i<=nx1) output=1.0*X1_LENGTH/nx1;
    if (i<=nx1+nx2 && i>=nx1+1) output=1.0*X2_LENGTH/nx2;
    if (i<=nx1+nx2+nx3 && i>=nx1+nx2+1) output=1.0*X3_LENGTH/nx3;
    if (output!=output) printf("delta_x(%d) error: output==nann",i);
    return output;
}

calc_value_pos中,对于i == 25,您调用dx(26):

double dx(int i){
    double output;
    if (i<=nx1) output=1.0*X1_LENGTH/nx1;
    if (i<=nx1+nx2 && i>=nx1+1) output=1.0*X2_LENGTH/nx2;
    if (i<=nx1+nx2+nx3 && i>=nx1+nx2+1) output=1.0*X3_LENGTH/nx3;
    if (output!=output) printf("delta_x(%d) error: output==nann",i);
    return output;
}

现在,26 > nx1 + nx2 + nx3,因此您返回一个未初始化的变量,这意味着未定义的行为。

很难弄清楚这段代码在做什么,但是:

output = (g(j,i)*g(j,i+1)) / (g(j,i)*calc_value_pos(i)+g(j,i+1)*calc_value_neg(i));
output2= 1.0/( (calc_value_neg(i)/g(j,i)) + (calc_value_pos(i)/g(j,i+1)));

我很清楚为什么这些应该在数学上相似。from output2

1.0/( (calc_value_neg(i)/g(j,i)) + (calc_value_pos(i)/g(j,i+1)));

我们交叉相乘得到公分母:

1.0/ ((g(j,i+1)*(calc_value_neg(i)) + (g(j,i)*(calc_value_pos(i)))/(g(j,i)*g(j,i+1))

1.0除以一个分数等于该分数的倒数:

g(j,i)*g(j,i+1) / (g(j,i+1)*calc_value_neg(i) + g(j,i)*(calc_value_pos(i)) )

这与你的输出完全相同:

g(j,i)*g(j,i+1) / (g(j,i)*calc_value_pos(i) + g(j,i+1)*calc_value_neg(i) )

所以错误不在于你如何表示代码,它发生在计算本身的某个地方。我不能把这整个代码块放进我的脑袋里调试,但有两件事跳出来了:

  1. g(j,i-1) in f2
  2. f()f1()+f2(),那么为什么f()f1()相同,除非f2()绝对等于零?

在进行计算之前,您是否尝试过直接将1.0转换为双精度类型?我以前遇到过问题(尽管不是在C中),我写过类似1.0的东西,它被编译器视为浮点数而不是双精度,然后计算发生在转换为双精度之前,我得到一个舍入错误。

试着把这个扔进去:

double one_d = 1.0;
output2= one_d/( (calc_value_neg(i)/g(j,i)) + (calc_value_pos(i)/g(j,i+1)));

只是开玩笑,对不起,我没有更好的主意。