c言語でオセロを作ろうとしているのですが、理由のわからないsegmentation faultが出てしまいます

Question

前提・実現したいこと

c言語でオセロを作ろうとしているのですが、標準入力でxに１か８を代入するとsegmentation faultと出てしまい、オセロの1,8行めに石が置けないです。解決法をご教授いただけないでしょうか。

発生している問題・エラーメッセージ

Black's turn
Input cell (x y)
2 5
White's turn
Input cell (x y)
1 4
zsh: segmentation fault

該当のソースコード

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include "view_othello.h" // 描画関係のヘッダー

/*
  コンパイル:
  gcc -I/usr/X11R6/include -Wall   -c -o myothello.o myothello.c
  gcc -I/usr/X11R6/include -Wall   -c -o view_othello.o view_othello.c
  gcc -I/usr/X11R6/include -Wall -L/usr/X11R6/lib -lX11  -o myothello myothello.o view_othello.o
*/

/****
view_othello.h の中で以下のように定義されている．

#define EMPTY (-1)
#define WHITE (0)
#define BLACK (1)

struct othello{// オセロ用構造体
	int n; // ボードのサイズ
	int score[2]; // スコア記録用配列(必要に応じて利用)
	int pass_flag[2]; // パスしたかどうかを記録する配列(必要に応じて利用)
	int **board; // オセロのボード
};

今回は，オセロのボードを二次元配列(board)で表現する．
例えば，(1,5) のマスに白い石を置きたい場合は
board[0][4] = WHITE とすれば良い．
******/

void myothello(int *step,        /* 現在のステップ数(初期値は0) */
	   struct othello *o /* オセロのボードなどの情報を含む構造体 */
	){
	int x, y; /* どこのマスに置くのか記録する変数
             行方向を x，列方向を y とする */
	int color; /* 黒と白，どちらのターンか記録する変数 */
	if( *step % 2 == 0 ){ /* 偶数ステップのときは黒の番 */
		color = BLACK;
		printf( "Black's turn\n" );
	} else { /* 奇数ステップのときは白の番 */
		color = WHITE;
		printf( "White's turn\n" );
	}

	int i,j;
	int finish = 0; /* 終了処理用 */

 RE:
	/* 被っていたら正しく入力されるまでやり直させる */
	for(i = 0;i < 1;i++)
	  {
	    printf( "Input cell (x y)\n" );
	    scanf( "%d %d", &x, &y );
	    x--; y--;  /* 配列番号が0番から始まるため． */
		
	    if(o->board[x][y] == WHITE||o->board[x][y] == BLACK) /* 既に置いてあればやり直し */
	      {
		printf("既に石が置かれています。もう一度入力してください。\n");
		i--;
	      }
	  }

	int count,s,n,other,count2;
	    int a,b; /* x,yの値を控えておく変数 */

	    a = x;
	    b = y;
	    
	    /* 相手の石の色 */
	    
	    if(color == WHITE)
	      {
		other = BLACK;
	      }
	    else if(color == BLACK)
	      {
		other = WHITE;
	      } 
	    /* 各方向に対してそこに置くと相手の石がひっくり返せるかを確認 */

	    /* １方向でもひっくり返せればその場所に置ける */

	    /* 置ける方向をカウント */
	    count = 0;
	    /* そもそも置けるのかカウントで判定 */
	    count2 = 0;

	    /* 置けるマスがあるのか判定する */
	    for(y = 0; y < (o->n + 1); y++)
	      {
		for(x = 0; x < (o->n + 1); x++)
		  { 		 
		    for(j = -1; j < 2; j++)
		      {
			for(i = -1; i < 2; i++)
			  {

			    /* 盤面外のマスはチェックしない */
			    if(
			       x + i >= 0 &&
			       x + i < o->n &&
			       y + j >= 0 &&
			       y + j < o->n
			       )
			      {
				/* 真ん中方向はチェックしてもしょうがないので次の方向の確認に移る */
				if(i == 0 && j == 0)
				  {
				    continue;
				  }

				/* 隣が相手の色でなければその方向でひっくり返せる石はない */
				if(o->board[x + i][y + j] != other)
				  {
				    continue;
				  }
			      }

			    /* 置こうとしているマスから遠い方向へ１マスずつ確認 */
			    for(s = 2; s < o->n; s++)
			      {
				/* 盤面外のマスはチェックしない */
				if(
				   x + i * s >= 0 &&
				   x + i * s < o->n &&
				   y + j * s >= 0 &&
				   y + j * s < o->n
				   )
				  {

				    if(o->board[x + i * s][y + j * s] == EMPTY)
				      {
					/* 自分の石が見つかる前に空きがある場合 */
					/* この方向の石はひっくり返せないので次の方向をチェック */
					break;
				      }

				    /* その方向に自分の色の石があれば石がひっくり返せる */
				    if(o->board[x + i * s][y + j * s] == color)
				      {
					/* 石がひっくり返る方向の数をカウント */
					count++;
				      }
				  }
			      }
			  }
		      } 
		    /* 置けなかった場合 count2 に記録する */
		    if(count != 0)
		      {
			count2++;
		      }
		  }
	      }

	    /* 一つもおく場所がなかったらパス */
	    if(count2 == 0)
	      {
		printf("置ける場所がないのでパスされました\n");
		finish++;
		color = other; /* 相手の手番に回す */

		/* 終了処理 */
		/* 黒白そちらもパスだったら試合終了 */
		if(finish == 2)
		  {
		    printf("対戦終了\n");
		    
		    int count_b = 0;
		    int count_w = 0;

		    /* 全マスの探索 */
		    for(int i = 0; i < o->n; i++)
		      {
			for(int j = 0; j < o->n; j++)
			  {
			    if(o->board[i][j] == BLACK)
			      {
				count_b++;
			      }
			    if(o->board[i][j] == WHITE)
			      {
				count_w++;
			      }
			  }

			/* 結果の表示 */
			printf("黒%d石,白%d石\n",count_b,count_w);
			if(count_b > count_w)
			  {
			    printf("黒の勝利\n");
			  }
			else if(count_b < count_w)
			  {
			    printf("白の勝利\n");
			  }
			else
			  {
			    printf("引き分け\n");
			  }
			
			/* ボードの削除(2次元配列のメモリを解放) */
			for( i=0; i<o->n; i++ )
			  {
			    free( o->board[i] );
			  }
			free( o->board );

			exit(0); /* プログラム終了 */
		      }

		    /* このターン初回のパスであれば続行 */
		    goto RE;
		  }
	      }

	    finish = 0; /* ゲームが続いたらパスの回数はリセット */

	    /* x,yの値を元に戻す */
	    x = a;
	    y = b;
	    
	    /* 置ける方向をカウント */
	    count = 0;
	    
	    /* 全方向に対して挟んだ石をひっくり返す */
	    for(j = -1; j < 2; j++)
	      {
		for(i = -1; i < 2; i++)
		  {		    
		    /* 盤面外のマスはチェックしない */
		    if(
		       x + i >= 0 &&
		       x + i < o->n &&
		       y + j >= 0 &&
		       y + j < o->n
		       )
		      {
			/* 真ん中方向はチェックしてもしょうがないので次の方向の確認に移る */
			if(i == 0 && j == 0)
			  {
			    continue;
			  }

			/* 隣が相手の色でなければその方向でひっくり返せる石はない */
			if(o->board[x + i][y + j] != other)
			  {
			    continue;
			  }
		      }

		    /* 置こうとしているマスから遠い方向へ１マスずつ確認 */
		    for(s = 2; s < o->n; s++)
		      {
			/* 盤面外のマスはチェックしない */
			if(
			   x + i * s >= 0 &&
			   x + i * s < o->n &&
			   y + j * s >= 0 &&
			   y + j * s < o->n
			   )
			  {

			    if(o->board[x + i * s][y + j * s] == EMPTY)
			      {
				/* 自分の石が見つかる前に空きがある場合 */
				/* この方向の石はひっくり返せないので次の方向をチェック */
				break;
			      }

			    /* その方向に自分の色の石があれば石がひっくり返せる */
			    if(o->board[x + i * s][y + j * s] == color)
			      {
				/* 石がひっくり返る方向の数をカウント */
				count++;
			      }
			  }
		      }
		  }
	      }

	    if(count == 0)
	      {
		printf("そこに置くことは出来ません\n");
		goto RE; /* 位置の入力前まで戻る */
	      }
	    
	      
	    	     
	    /* 色の反転 */
	    /* 全方向に対して挟んだ石をひっくり返す */
	    for(j = -1; j < 2; j++){
	      for(i = -1; i < 2; i++){

		
		/* 盤面外のマスはチェックしない */
		if(
		   x + i >= 0 &&
		   x + i < o->n &&
		   y + j >= 0 &&
		   y + j < o->n
		   )
		  {
		    /* 真ん中方向はチェックしてもしょうがないので次に進む */
		    if(i == 0 && j == 0)
		      {
			continue;
		      }

		    /* 隣が相手の色の場合は次に進む */
		    if(o->board[x + j][y + i] == color)
		      {
			continue;
		      }
		  }

		/* 遠い方向へ１マスずつ確認 */
		for(s = 2; s < o->n; s++)
		  {
		    /* 盤面外のマスは飛ばす */
		    if(
		       x + i * s >= 0 &&
		       x + i * s < o->n &&
		       y + j * s >= 0 &&
		       y + j * s < o->n
		       )
		      {

	       
			if(o->board[x + i * s][y + j * s] == EMPTY)
			  {
			    /* 自分の石が見つかる前に空きがある場合 */
			    /* この方向の石はひっくり返せないので次の方向をチェック */
			    break;
			  }

			/* その方向に自分の色の石があれば石がひっくり返せる */
			if(o->board[x + i * s][y + j * s] == color)
			  {
			    /* 石を置く */
			    o->board[x][y] = color;

			    /* 挟んだ石をひっくり返す */
			    for(n = 1; n < s; n++)
			      {
				o->board[x + i * n][y + j * n] = color;
			      }
			  }
		      }
		  }
	      }
	    }
}

int main (int argc, char **argv){
	int i;
	struct view view={512,512,}, *v=&view; /* おまじない (ウィンドウ) */
	struct othello othello_instance={8,{2,2},{0,0},NULL}, *o=&othello_instance; /* 8はボードの列(行)数．*/

	for(i=0; i<argc; i++)
	  {
	    if(*argv[i] == '-')
	      switch(*(argv[i]+1))
		{
		case 'n':
		  o->n = atoi(argv[2]);
		  break;
		default:
		  printf("OPTION ERROR\n");
		  break;
		}
	  }

	/* ボード作成(2次元配列の確保) */
	o->board = (int**)malloc( sizeof(int*) * o->n );
	for( i=0; i<o->n; i++ ){
		o->board[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * o->n );
	}


	view_init( v );    // おまじない (Xウィンドウ)
	view_loop( v, o ); // 描画(この関数の中で myothello 関数が呼ばれる)

	
	
	view_out( v );     // おまじない (Xウィンドウ)

	// ボードの削除(2次元配列のメモリを解放)
	for( i=0; i<o->n; i++ ){
		free( o->board[i] );
	}
	free( o->board );

	return 0;
}

//ここから先はview_othello.hです

#ifndef __VIEW_OTHELLO_h
#define __VIEW_OTHELLO_h
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#include <X11/Xlib.h> /* X11 Libraly */
//#include "/opt/X11/include/X11/Xlib.h" /* X11 Libraly */
#include <X11/Xutil.h>
//#include "/opt/X11/include/X11/Xlib.h"

//////////////////// Othello part
#define EMPTY (-1)
#define WHITE (0)
#define BLACK (1)

struct othello{
	int n;
	int score[2];
	int pass_flag[2];
	int **board;
};

// myothelloのプロトタイプ宣言
void myothello( int *step, struct othello *o );

// ボードを初期化する関数
void init_othello( struct othello *o );

/////////////////// Visualization part
/* View */
struct view{
	int			w, h;
	int			screen_number;
	long		event_mask;
	Display*	display;
	Window		parent, window;
	Pixmap		pixmap;
	GC			gc;
	Colormap	cmap;
	XColor		color;
	XEvent		event;
};

void view_init( struct view *v );


void view_out( struct view *v );
void view_draw( struct view *v, void *a );
void view_loop( struct view *v, struct othello *o );
#endif

試したこと

非効率なコードで長くなってしまっていて申し訳ないのですが、void myothello関数の一番最後あたりの/* 色の反転 */以降でsegmentation faultが起きているようなのでそこを見てもらいたいです。

始めの標準入力でxを代入する際、xに1か8を入れたらエラーが起きてしまいます。yには1,8を入れても問題ないです。board[x+i][y+j]のx+iが０以下になってしまっているとかも回避しているので大丈夫だと思ったのですがどうにもダメみたいです。

X11をインストールして,オセロの盤面の画面表示はそれで行ってます。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

macOS Big Sur 11.1

Comments

[stdio]

すみません。
ここまでプログラムが長くなってしまいますと、動きを追うのだけで日が暮れそうです。
当たりを付けて頂けると幸いなのです。
もし分からなければ、何度かprintfをしているようなので、そのポイントを教えて頂いてもよろしいですか？

[thkana]

現象とは関係ないけど、
ボードのメモリの解放が2箇所にあるのはよろしくない気がする。

[dodox86]

ご提示のコードはX11(X Window)関連の#include、マクロなど含んでいるようですが、view_init(), view_out()などの質問者さんが定義したであろう関数のコードの提示はありません。このままでは閲覧者が（もしその気になって）再現させようとしても不可能です。もちろん、ご提示のコード部分に問題がある可能性はありますが、それ以外の関数に問題が波及している可能性もあるので、このままでは第三者が再現することは難しいように思います。今のままでは「コードを机上デバッグして、問題点を特定してください」というレベルに感じます。（随分危なっかしいコードに思えなくもないですが）

※私の方で試しにX11関連部分を無効にし、view_init()などをダミーの関数にしてgccでコンパイル、実行ファイルにすることはできましたが、初期値としてどのような盤面になっているべきか、実行時のコマンドラインオプションにどのような値を渡すべきか分からなかったので、再現はできませんでした。view_loop()関数の冒頭ででも盤面データの初期化をしてそうなものですが。

X11/X Windowに依存しないようコードを切り分けると、ご提示のコード部分に問題があるのかどうか、より分かり易くなるのではないでしょうか。

Answer 1

字面でみただけでロジックは追ってないけど

  for (j = -1; j < 2; j++) {
    for (i = -1; i < 2; i++) {
      //略
      /* 遠い方向へ１マスずつ確認 */
      for (s = 2; s < o->n; s++) {
        /* 盤面外のマスは飛ばす */
        if (x + i * s >= 0 && x + i * s < o->n && y + j * s >= 0 &&
            y + j * s < o->n) {
          //略
            /* 挟んだ石をひっくり返す */
            for (n = 1; n < s; n++) {
              o->board[x + i * n][y + j * n] = color; //<--
            }

x+in, y+jnは0～o->nに収まるのかしら?

Comments

[dodox86]

> x+i*n, y+j*nは0～o->nに収まるのかしら?

私もインデックスの値の扱いを危なげに思いましたが、assert() を各所に仕掛けておくと引っかかりそうですね。

[thkana]

随所で
if (x + i >= 0 && x + i < o->n && y + j >= 0 && y + j < o->n) {
とか
if (x + i * s >= 0 && x + i * s < o->n && y + j * s >= 0 &&
y + j * s < o->n) {
とかやってて頑張ってるなぁ、と思うんですけどここだけガードしてないんですよね。

Answer 2

回答ではないですが。。

C言語のコードを書くなら、デバッグできる環境を整えましょう。
Eclipseや、WindowsならVisualStudioなど。
コードの任意の場所で実行を止め、変数のナカミを見ることができます。そこから１行づつ実行して、コードの流れを見れるようになります
そうすれば、アテズッポでコードを書かなくて済むようになります。