競技プログラミング（AtCoder)c++に関する疑問

Question

前提・実現したいこと

AtCoder問題「C - 数式の書き換え」URL:https://atcoder.jp/contests/abc033/tasks/abc033_c

コードの考え方：数字部分と記号部分に分けて探索する方針になっています。

以下の該当のコードの(＊)でstring tと書いた場合、sの文字列の長さ(=n)が一定値を越えると、１つ目のfor文がi<nまで処理されず（nが大きい値の時、最大でもi=47までしか処理が行われず）に、int ans=0;以下の処理が始まります。
char t[100010]にすると、上記のようなことは起こらないのですが。

なぜstringにした場合、上記のようなことが起こるのでしょうか。
また、競技プログラミングに限らず、stringよりもcharを使う方が良いですか？

よろしくお願いします。

該当のソースコード

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
typedef long long ll;
#define rep(i, j, n) for (int i = j; i < n; i++)

int main() {

  string s;cin>>s;
  int n=s.size();
  int num[100010];
  string t;//------------------------------(＊)

  for(int i=0;i<n;i++){
    if(i%2==0)num[i/2]=s[i]-'0';
    else t[i/2]=s[i];
  }

  int ans=0;
  bool zero=false;
  rep(i,0,(n-1)/2){
    if(num[i]==0)zero=true;
    if(t[i]=='+'){
      if(!zero)ans++;
      else zero=false;
    }
  }
  if(num[(n-1)/2]!=0&&!zero)ans++;

  cout<<ans<<endl;

  return 0;
}

Answer 1

string t;としたとき、tのサイズは0です。問題は、t[i/2]という所はサイズ0より大きい位置の参照となり、そこに代入しようとしていることです。その場合はどうなるのかというと、

• C++03以下: 未定義動作です。
• C++11以上: char()(ヌル文字)の値を持った参照を返しますが、代入した場合は未定義動作です。

となり、いずれの場合も未定義動作になります。未定義動作なのでその後の動作がどうなるかは予測不可能であり、コンパイラ・環境・実行タイミング等で結果も変わってくるでしょう。(今回は、質問者さんの環境では、たまたまたi=47まで行われて次の処理に進んだように見えただけで、場合によってはエラーで落ちる等もあり得ると言うことです。)

string t(n/2, '\0');等のようにサイズを指定して初期化するか、動的に増やしながら代入してください。

参考
std::basic_string<CharT,Traits,Allocator>::operator[] - cppreference.com
basic_string::operator[] - cpprefjp C++日本語リファレンス

Comments

[houki]

stringはvectorのように自動で動的に動くものと誤認識していました。自ら動的に書く必要があることが分かりました。サイズの未定義が起こすパソコン内の動作についても回答していただき大変勉強になりました。本当にありがとうございます。
回答者のお二人方ともに分かりやすく回答していただき、投稿時間が早かったset0gut1さんの回答をベストアンサーにしたいと思います。

Answer 2

１つ目の for ループ中で n の値を出力すると、あるところから n の値が変わってしまうのが観測できると思います。
string t で確保した領域を超えて t[i/2] = s[i] と値を代入していて、ここでメモリ上の周囲の変数の値を破壊してます。

次のように変更するとACしました。

  for(int i=0;i<n;i++){
    if(i%2==0)num[i/2]=s[i]-'0';
-   else t[i/2]=s[i];
+   else t += s[i];
  }

Comments

[houki]

今回の問題は、変数の領域サイズの未定義が起こすエラーということが理解できました。確かにnが途中で変化していました。また、charではなく、stringのままで動的に追加していくやり方も提示して下さり、助かりました。ありがとうございます。
回答者のお二人方ともに分かりやすく回答していただき、投稿時間が早かったset0gut1さんの回答をベストアンサーにしたいと思います。