ポインタ内の数値を一つずらして、別のポインタに代入するための処理について

前提・実現したいこと

pythonで作成したfloatの数値が1000個入っているバイナリファイルを読み取り、
自己相関関数にかけ、出力された数値をまたバイナリファイルとして出力するプログラムです
自己相関関数であるため、fの数値を一つずらしてgに代入する処理をバイナリファイル内の個数（1000）回繰り返しています

発生している問題・エラーメッセージ

問題はうまくfの数値を一つずらしてgに代入する処理ができていないことです
fseek(fp,0,SEEK_SET);
fread(f,sizeof(float),nNum,fp);

fseek(fp,sizeof(float)*(i+1),SEEK_SET);
fread(g,sizeof(float),nNum-i,fp);
g[nNum-i] = f[i];
この部分がfへの代入、gへ一つずらし代入という処理を行っています

途中の
for (int k=0;k<nNum;k++) 
{
  printf("%f %f\n", f[k], g[k]); //確認用コード
}
で中の配列がどのようになっているのかを確認してみたのですが、
うまく組めていないのか、gへの代入ができておらず、
0だけしか出力されていない状態です

関係ないかもしれませんが、このプログラムを動作させるとほぼ必ずNortonセキュリティ遮断がかかります
ファイル自体は出力されているので大丈夫かと思っていますが自動保護を無効にしても動くので気になっています


考えてはみたのですが、結局わからなかったので質問させていただきます
解決方法か、なにか解決につながるような考え方や、デバッグ方法など教えていただければ幸いです

該当のソースコード

Python
1#include <stdio.h>
2#include <string.h>
3#include <stdlib.h>
4#include <math.h>
5#include <time.h>
6#include <unistd.h>
7
8size_t get_file_size(const char *pFilename)
9{
10  FILE *fp=NULL;
11  size_t nRet=0;
12  if (pFilename!=NULL) {
13    if ((fp=fopen(pFilename,"rb"))!=NULL) {
14      fseek(fp,0,SEEK_END);
15      nRet=ftell(fp);
16      fseek(fp,0,SEEK_SET);
17      nRet-=ftell(fp);
18      fclose(fp);
19    }
20  }
21  return (nRet);
22}
23
24float correlation(float f[], float g[], int N)
25{
26    float Rt = 0;
27    for(int n = 0; n < N; n++)
28    {
29        Rt = Rt + f[n] * g[n];
30//        printf("%.20f\n", Rt);
31    }
32
33    return Rt;
34}
35
36int main(void)
37{
38  FILE   *fp=NULL;
39  float  *p=NULL;
40  char   pFilename[]="correlation.float";
41  size_t sz=0;
42  int    nNum=0;
43  int    i;
44  float  *f = NULL;
45  float  *g = NULL;
46  float  *Rt = NULL;
47
48  sz=get_file_size(pFilename);
49  nNum=sz/sizeof(float);
50//  printf("%d %d", sz, nNum); //確認用コード
51
52
53  if ((fp=fopen(pFilename,"rb"))==NULL) {
54    goto Release;
55    printf("ファイルが空です\n");
56  }
57  if ((p=(float*)malloc(nNum*sizeof(float)))==NULL) {
58    goto Release;
59    printf("ファイル内のデータサイズが不正です\n");
60  }
61
62  remove("function.float");
63  FILE  *fp3 = NULL;
64  if ((fp3=fopen("function.float","rb"))==NULL) {
65    printf("正常\n");
66  }
67  fclose(fp3);
68
69
70
71  for(i = 0; i < nNum; i++)
72  {
73    fread(p,sizeof(float),nNum,fp);
74    f = (float*)malloc(nNum*sizeof(float));
75    g = (float*)malloc(nNum*sizeof(float));
76    Rt = (float*)malloc(sizeof(float));
77    fseek(fp,0,SEEK_SET);
78    fread(f,sizeof(float),nNum,fp);
79
80    fseek(fp,sizeof(float)*(i+1),SEEK_SET);
81    fread(g,sizeof(float),nNum-i,fp);
82    g[nNum-i] = f[i];
83
84    /*for (int k=0;k<nNum;k++) 
85    {
86      printf("%f %f\n", f[k], g[k]); //確認用コード
87    }*/
88
89    Rt[0] = correlation(f, g, nNum);
90    Rt[0] = Rt[0] / (nNum + 1);
91    //printf("%.20f\n", Rt[0]); //確認用コード
92    FILE *fp2 = NULL;
93    fp2 = fopen("function.float", "ab");
94    fwrite(Rt,sizeof(float),1,fp2);
95    free(f);
96    free(g);
97    free(Rt);
98    fclose(fp2);
99  }
100
101  //printf("%f %f\n", f[nNum - 1], g[nNum - 1]); //確認用コード
102
103 Release:
104  if (p!=NULL) {
105    free(p);
106  }
107  if (fp!=NULL) {
108    fclose(fp);
109  }
110  return (0);
111}

行動規範の内容に同意します

回答2件

ベストアンサー

私の手元では、質問のプログラムはsegmentation faultで落ちます。

C
1 remove("function.float");
2 FILE *fp3 = NULL;
3 if ((fp3 = fopen("function.float", "rb")) == NULL) {
4   printf("正常\n");
5 }
6 fclose(fp3);

のところ、出力ファイルを消しているのでfpがNULLでfclose(fp)に入りますから。せめて

C
1 if ((fp3 = fopen("function.float", "rb")) == NULL) {
2   printf("正常\n");
3 }else
4 fclose(fp3);

とかじゃないでしょうか。(ファイルが消えてなかった時にどうするかはまた別の話として)

Nortonセキュリティ遮断がかかります

C
1//1000回のforループ中で
2    FILE *fp2 = NULL;
3    fp2 = fopen("function.float", "ab");
4<略>
5    fclose(fp2);

ループ中で出力用ファイルを一回ごとにオープン/クローズしているので、この異常に頻繁なファイル操作がマルウェア対策ソフトを反応させているのではないか、と疑いますがどうでしょう。特別な理由がなければ、オープン/クローズはループの外で行えばよいのではないかと思います。

C
1fseek(fp,sizeof(float)*(i+1),SEEK_SET);//80行目
2fread(g,sizeof(float),nNum-i,fp);//81行目
3g[nNum-i] = f[i];//82行目
4この部分がfへの代入、gへ一つずらし代入という処理を行っています

デバッグ方法...ですか。プログラムの動作を逐一追ってみてはいかがでしょうか。

iが0の時、
80行目でファイルポインタはindex 1のデータ(以降データ[index]と表記します)を指します。
81行目で、ファイルからnNum-0=nNum個のデータを読み出してg[0]から格納しようとします...
ファイルに入っているのは全部でnNum個のデータです。ファイルポインタを1データ分ずらしたらそれ以降のデータはnNum-1個しかありません。nNum個のデータを読み込もうとしたら、帳尻が合いません。
ファイルが途中で終わってしまうので、g[nNum-1]のデータは変更されません。mallocで確保されたデータの内容は「不定(プログラムが実行されるまで確定しない)」ですから、g[nNum-1]のデータは不定のまま。何が入っているかわかりません。
82行目で、g[nNum]にf0を入れようとしています。メモリの確保はmalloc(nNum*sizeof(float))で行っていますから、g[nNum]は確保したメモリ領域の外です。アクセスしてはいけません。

(ちょっと飛ばして)iが3の時、
80行目でファイルポインタはindex 4のデータを指します。
81行目でファイルからnNum-3個のデータを読み出そうとしますが先程と同様途中でEOF。g[nNum-4]以降は不定のままになります。
82行目で、g[nNum-3]にf[3]が入ります。
結果、
g[0]にデータ[4], g[1]にデータ[5], ..., g[nNum-5]にデータ[nNum-1],
g[nNum-4]は不定, g[nNum-3]はデータ[3], g[nNum-2]とg[nNum-1]は何も操作していないので不定
ということになります。

これは、どうもよろしくないと思えますがいかがですか?
(gが0になる、という症状と合わないのは気になるところですが。そもそものデータが0.00なわけではないですよね?)

質問の主題から離れますが、プログラムの目的とかは置いといて、プログラムの「構造」を眺めた時に

変数pの登場するところを抜粋すると

C
1  float *p = NULL;//39行目
2  if ((p = (float *)malloc(nNum * sizeof(float))) == NULL) {//57行目
3//71行目からのforループに入って...
4    fread(p, sizeof(float), nNum, fp);//73行目
5//forループの後
6  if (p!=NULL) {//105行目
7    free(p);//106行目

メモリ確保して、そこにファイルからデータを読み込んでいますが、そのデータは一切使われないまま領域が解放されています。変数pと確保した領域の存在理由はなんでしょう?

同様に、変数fについて抜粋すると、

C
1  float  *f = NULL;//44行目
2//71行目からのforループに入って...
3    f = (float*)malloc(nNum*sizeof(float));//74行目
4    fseek(fp,0,SEEK_SET);//77行目
5    fread(f,sizeof(float),nNum,fp);//78行目
6    g[nNum-i] = f[i];//82行目
7    Rt[0] = correlation(f, g, nNum);//89行目
8    free(f);//95行目
9//forループの後
10  //printf("%f %f\n", f[nNum - 1], g[nNum - 1]); //確認用コード 101行目

74行目、77行目にはループで変化する要素は含まれていません。78～89行目ではfの要素を変化させません。つまり、fはループが回るあいだ、全く同じデータを読み込んでは捨てられています。毎回読み直す必要があるのでしょうか。
また、101行目は、f(gも)に確保された領域は解放されたあとになるので、ここでアクセスしてはいけません(現状ではコメントアウトされていますが)。

もひとつ、Rt = (float *)malloc(sizeof(float));ってのは、float Rt;じゃいけないんでしょうか?

投稿2020/06/09 00:25

thkana

総合スコア7639

fにもgにもmallocで新しい配列領域を作る必要はないです。
pにデータを読み込んだ後、fにp（読み込んでたデータの先頭アドレス）、gにf+1（読み込んだデータの次のfloatのアドレス）を渡してやればそれで済みます。

c
1// pにfreadした後
2    f = p;
3    g = f+1;
4    // とりあえずfとgを順番に出力してみる
5    for(i=0;i<999;i++){
6        printf("%f %f\n", *f,*g);
7        ++f,++g;  // 同時にアドレスを+1することで参照先をずらしていく
8    }