c言語のfor文の途中で配列内の値が置き換わってしまっている

Question

前提

c言語でn日でのm日間単純移動平均のプログラムを書いています。
計算そのものは合っていると思うのですが、２つめのfor文においてi=31からx[i]の値がy[m-1]以降に置き換わってしまっています。
（例　m=20のときx[31]=10と入力しているにもかかわらず、計算の結果y[19]=15となるとx[31]=15と表示される。）
xに代入している訳でもないので全く原因が分かりません。
更に言うとfree関数を最後に入れるとsegmentation faultとなるのですが、それの原因も分かりません。
特に前者ですが、ご教授お願いします。

該当のソースコード

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
int n, m;
double *x, *y;
scanf("%d %d", &n, &m);

x=(double *)malloc(n);
y=(double *)malloc(n);

for(int i=0; i<n; i++) scanf("%lf", &x[i]);

for(int i=m-1; i<n; i++){
  double sum=0;
  for(int j=0; j<m; j++){
    sum=sum+x[i-j];
  }
  y[i]=sum/m;

  printf("%d %.2lf %.2lf\n", i+1, x[i], y[i]);
}
return 0;
}

Answer 1

もちっと詳しく説明しますと

x=(double *)malloc(n);

おそらく、double型のn個の配列ぶんの領域を確保しようとしている、と推察されますが、
double型というのは、一般的な環境では８バイトの領域を必要とします
ってことで、nバイトでは、確保サイズが足りません

Answer 2

double 型の配列、要素数 n 個分のメモリを取得しようとして

    x = (double *)malloc(n);   // (X)
    y = (double *)malloc(n);   // (Y)

としたことが間違いなのは、既に他の方々が指摘した通りですが、質問者には状況が見えていないと思います。
このコードで質問者は次のようなメモリ配置を期待したはずです。

しかし malloc(n) では、このようなメモリ配置になりません。
必要なメモリが確保されず、x と y の領域が重なってしまいます。

x[31]=10と入力しているにもかかわらず、
計算の結果y[19]=15となるとx[31]=15と表示される

これは、x と y の領域が重なった結果、x[31] と y[19] は（名前は違うのに）同じメモリになっている事を示しています。
この状況を再現できる条件は、n == 80 の場合だと推測しました（今時は64bit版コンパイラを使っていると思うので）。そこで、次のコードを試してみてください。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main(){
    int n = 80;        // この値で状況を再現できるだろう
    double *x, *y, *z;

    // double に必要なバイト数を表示する
    printf("sizeof(double) = %ld\n", sizeof(double));

    // メモリを取得する（ここに誤りがある）
    x = (double *)malloc(n);                   // (X)
    y = (double *)malloc(n);                   // (Y)
    z = (double *)malloc(n * sizeof(double));  // (Z) 念のため

    // 取得したメモリのアドレスを表示する
    printf(" x = %p\n y = %p\n\n", x, y);

    // x[] に順に値を格納する
    for(int i = 0; i < n; i++)
        x[i] = (double)i;

    // x[] を表示
    printf("x[] : ");
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.2lf, ", x[i]);
    }
    printf("\n\n");

    // y[] を表示
    printf("y[] : ");
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.2lf, ", y[i]);
    }
    printf("\n\n");

    // 再確認
    printf(" x = %p\n y = %p\n", x, y);    // x, y は変化しない
    printf("x[31] = %.2lf (%p)\n", x[31], &x[31]);  // x[31] と
    printf("y[19] = %.2lf (%p)\n", y[19], &y[19]);  // y[19] は同一メモリ

    // free() できるか？
    printf("free(x)\n");  free(x);   // x を free() できたとしても
    printf("free(y)\n");  free(y);   // y は free() できないだろう
    return 0;
}

私が手元の GCCでコンパイルし、実行させた結果です。

$ ./a.out
sizeof(double) = 8
 x = 0x55861f7b92a0
 y = 0x55861f7b9300

x[] : 0.00, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00, 7.00, 8.00, 9.00, 10.00, 11.00, 12.00, 13.00, 14.00, 15.00, 16.00, 17.00, 18.00, 19.00, 20.00, 21.00, 22.00, 23.00, 24.00, 25.00, 26.00, 27.00, 28.00, 29.00, 30.00, 31.00, 32.00, 33.00, 34.00, 35.00, 36.00, 37.00, 38.00, 39.00, 40.00, 41.00, 42.00, 43.00, 44.00, 45.00, 46.00, 47.00, 48.00, 49.00, 50.00, 51.00, 52.00, 53.00, 54.00, 55.00, 56.00, 57.00, 58.00, 59.00, 60.00, 61.00, 62.00, 63.00, 64.00, 65.00, 66.00, 67.00, 68.00, 69.00, 70.00, 71.00, 72.00, 73.00, 74.00, 75.00, 76.00, 77.00, 78.00, 79.00,

y[] : 12.00, 13.00, 14.00, 15.00, 16.00, 17.00, 18.00, 19.00, 20.00, 21.00, 22.00, 23.00, 24.00, 25.00, 26.00, 27.00, 28.00, 29.00, 30.00, 31.00, 32.00, 33.00, 34.00, 35.00, 36.00, 37.00, 38.00, 39.00, 40.00, 41.00, 42.00, 43.00, 44.00, 45.00, 46.00, 47.00, 48.00, 49.00, 50.00, 51.00, 52.00, 53.00, 54.00, 55.00, 56.00, 57.00, 58.00, 59.00, 60.00, 61.00, 62.00, 63.00, 64.00, 65.00, 66.00, 67.00, 68.00, 69.00, 70.00, 71.00, 72.00, 73.00, 74.00, 75.00, 76.00, 77.00, 78.00, 79.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00,

 x = 0x55861f7b92a0
 y = 0x55861f7b9300
x[31] = 31.00 (0x55861f7b9398)
y[19] = 31.00 (0x55861f7b9398)
free(x)
free(y)
double free or corruption (out)
中止 (コアダンプ)

x[31] と y[19] は、メモリアドレスが同じ、即ち同じメモリであることを示しています。ですから同じ値なのです。

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変数はメモリ上に割当てられます。

• メモリは１バイト（8bit）を単位としてアドレスが割り振られている
• 変数の型によって変数に必要なメモリサイズは異なる

例えば、sizeof(double) の値は「8」です（表示されています）。
double型は64bitなので、メモリ上では8バイトが必要です。
もし n = 80 の場合、要素数80個分のメモリが必要になりますので、80 * 8 = 640 バイトのメモリが必要です。

• malloc() の引数は取得しようとするメモリのバイト数を指定する

従って malloc(640) としなければならないのに、(X), (Y) とも malloc(n) 即ち malloc(80) としています。どちらも80バイトしかメモリを取得できず、double の値10個分しか格納できません。
つまり、x[0] ～ x[9] と y[0] ～ y[9] の分しかメモリを取得できていません。
その結果、x, y で取得した領域は次の図のようになります。

Answer 3

x=(double *)malloc(n); // n * sizeof(double)