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    C++はC言語をもとにしてつくられた最もよく使われるマルチパラダイムプログラミング言語の1つです。オブジェクト指向、ジェネリック、命令型など広く対応しており、多目的に使用されています。

Segmentation fault: 11について

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Leita

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前提・実現したいこと

ニュートン法の問題を解くプログラムをC++で作成しています。
z^3-1 = 0となるz= 1となるように解くことのできる初期値を求めるプログラムです。
初期値は-2 =< x <= 2 -2 <= y <= 2の間を500等分した点を予め求めておいて(0、0)となる原点のみ省いたもの配列に保存して、その後予め求めたx yそれぞれについての漸化式を用いて、収束するかどうかを判定し、z=1に収束する組のみを保存するつもりで書きました。

発生している問題・エラーメッセージ

実行すると計算そのものは表示され実行されているのですが、(条件分岐も通っています)
ある程度まで実行すると下記のエラーが発生し止まってしまいます。
Segmentation fault: 11
どこの部分で起こっているのか教えていただきたいです。

該当のソースコード

#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace std;

double f(int x) {
  double num = exp(-(x * x)) - sin(x);
  return num;
}

double dff(int x) {
  double num = -2 * exp(-(x * x)) - cos(x);
  return num;
}

int main(void) {
  long int counter = 0;
  double x = 0;
  double y = 0;
  double x1 = 0;
  double y1 = 0;

  double x_init = 0;
  double y_init = 0;
  double xh[500];
  double yh[500];
  double app = 4.0 / 500.0;

  double num = -2;

  double ans_x[25000]; //収束する初期値の保存する配列、余剰のために25000取ってあります
  double ans_y[25000]; 

  for (int i = 0; i < 500; i++) {//ここで初期値を生成しています(ここだけだとエラーは出ていません)
    if (i == 250) {
      num += app;
      xh[i] = num;
      yh[i] = num;
    } else {
      xh[i] = num;
      yh[i] = num;
    }
    num += app;
  }

for (int i = 0; i < 500; i++) {
    x = xh[i];
    x_init = x;
    for (int t = 0; t < 500; t++) {
      y = yh[t];
      y_init = y;
      while (1) {
        cout << "x1:" << x1 << " "
             << "y1:" << y1 << endl;
        x1 = (2.0 * x) / 3.0 +
             ((x * x) - (y * y)) / (3 * (x * x + y * y) * (x * x + y * y));
        y1 = (2 * y) / 3 -
             (2 * x * y) / (3 * ((x * x + y * y) * (x * x + y * y)));

        if ((abs(x1 - x) < 1.0e-6) && (abs(y1 - y) < 1.0e-6)) {//収束判定です。この時点ではz = 1に収束するかわからないので次で判定します。

          if (abs(sqrt(pow(1 - x1, 2) + pow(y1, 2))) < 1.0e-6) {//ここで完全に判定します。
            ans_x[counter] = x_init;
            ans_y[counter] = y_init;
            counter += 1;
            break;
          }
          break;
        }
        x = x1;
        y = y1;
      }
    }
  }

  cout << "finish" << endl;
}

試したこと

デバッガに慣れておらずあまりに回数の多い処理のデバッグができず、非常に苦慮しています。どこの部分を改善すべきかご教示いただけると幸いです。

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  • cateye

    2019/04/21 15:31

    ソースは<code>の```と```の間に貼り付けましょう。

    キャンセル

  • Leita

    2019/04/21 15:41

    すいません不慣れで失礼しました
    修正します。

    キャンセル

回答 4

checkベストアンサー

0

67行目あたり、counterの値をprintfしてみると、
普通にans_x, ans_yの要素数(25000)以上になっているように見えます。
配列範囲外アクセスが原因ではありませんか?

以下、こちらでの実施例です。(53行目あたりのcoutはログが出すぎるので、消しました)

 65             ans_x[counter] = x_init;
 66             ans_y[counter] = y_init;
 67             counter += 1;
 68             cout << "counter: " << counter << endl;
 69             break;
counter: 26703
counter: 26704
counter: 26705
counter: 26706
counter: 26707
counter: 26708
[1]    15068 segmentation fault (core dumped)  ./a.out

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0

私の環境(Linxmint19.1 + clang9)では発生しませんでしたが?

x1:0 y1:0
x1:-1.33333 y1:-1.375
x1:-0.891684 y1:-1.00749
x1:-0.61683 y1:-0.854444
x1:-0.505705 y1:-0.85452
x1:-0.499835 y1:-0.866044
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.402991 y1:-1.36532
x1:-0.406784 y1:-0.999533
x1:-0.476081 y1:-0.866232
x1:-0.500267 y1:-0.86551
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.403448 y1:-1.3604
x1:-0.407751 y1:-0.997192
x1:-0.476749 y1:-0.866018
x1:-0.500262 y1:-0.865543
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.5 y1:-0.866025
x1:-0.40391 y1:-1.35549
x1:-0.408721 y1:-0.994866
x1:-0.477407 y1:-0.865814
x1:-0.500256 y1:-0.865575
割愛
x1:-0.402991 y1:1.36532
x1:-0.406784 y1:0.999533
x1:-0.476081 y1:0.866232
x1:-0.500267 y1:0.86551
x1:-0.5 y1:0.866025
x1:-0.5 y1:0.866025
x1:-0.402537 y1:1.37024
x1:-0.405821 y1:1.00189
x1:-0.475405 y1:0.866456
x1:-0.500273 y1:0.865474
x1:-0.5 y1:0.866025
finish
usr ~/Project/test/teratail % 

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  • 2019/04/21 15:46 編集

    通常Segmentation faultは配列などのインデックスが範囲外の時に起こるのですが、そのへんを確認されたらどうでしょう?・・・ひょっとして?ですが、メモリが足りないのでは? 環境(処理系)がわからないのでなんとも言えませんがans_x,ans_yで400KB程度使いますから・・・一度外部変数にして試されたらいかがでしょう。

    キャンセル

  • 2019/04/21 15:56

    一応確認して、配列あたりで範囲外を超えないように多めに配列の要素を増やしてみたのですが結果が変わらなかったです...

    キャンセル

  • 2019/04/21 22:16

    一応8GBあるので大丈夫だと思っていたのですが、どうもcounter周りがおかしいようなので確認します
    ありがとうございました

    キャンセル

0

とりあえず、配列の定義はグローバル変数(関数の外)でやってみましょう
今どきのPC/コンパイラではスタック領域は数Mbyteとられてるようなんでこれぐらいでは大丈夫でしょうけど、やっぱり大容量の配列をローカル変数で確保するのはちとキモチワルイですね


よくみると、counterは、500*500の値になるんでしょね?
そいつでアクセスする配列はサイズはいくつでしたっけ

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  • 2019/04/21 16:38 編集

    関数外で定義を行なって再度実行してみたところBus error: 10が出ました。
    確かめてみたところ最後の判定時に配列に格納するとこでエラーが出ているようでした

    キャンセル

  • 2019/04/21 19:05

    ならその最後の判定時とやらのところで範囲外になってるのでは。
    デバッガでそこで止めて、インデックスがいくつになってるのかみてみれば

    キャンセル

  • 2019/04/21 22:16

    最大で25000を想定していたので、whileから抜けるのがうまくできていないみたいです
    ありがとうございます

    キャンセル

0

ans_x[] と ans_y[] の要素数が少なすぎるようです。
当方でトレースを入れて確認したところ counter は 93000 以上になるようです。

double ans_x[95000];
double ans_y[95000];


くらいにすると正常に終了しました。

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  • 2019/04/21 22:14

    想定では最大で25000になるはずだったのでcounterの値が大きくなる原因を探してみます
    ありがとうございます

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