c - 在 C 程序中，我随机增加数组中的一些整数元素。无论如何，未增加的值都会发生变化。为什么？

Question

我有一个包含 400 个元素的整数数组。我用 0 初始化每个元素(之后甚至检查它是否真的为 0，因为我找不到这种行为的原因)。

然后我选择 10000 个随机 [1] 索引并将这些索引处的数组元素增加 1。随机选择的索引都不大于 321(我确实检查过)。但是，在这 10000 次随机增加之后，索引为 399 或 398 的数组元素大于 0。为什么？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include <time.h>

#define NUM_INCREASES 10000
#define RESULTS_SIZE 400
#define ONES_IDX 2
#define TENS_IDX 1
#define HUNDREDS_IDX 0

int main(int argc, char * argv[]) {
    int decimalDigits[3];
    int results[RESULTS_SIZE] = {0};

    srand(time(NULL));

    for (int i=0; i<RESULTS_SIZE; i++) {
        if (results[i]>0) {
            printf("%05d %05d \n", results[i], i);
        }
    }
    puts("---");

    for (int i=0; i<NUM_INCREASES; i++) {
        decimalDigits[0] = 0;
        decimalDigits[1] = 0;
        decimalDigits[2] = 0;
        for (int digitIncrease = 0; digitIncrease<3; digitIncrease++) {
            int digitIndex = rand()%(decimalDigits[ONES_IDX]>0 ? 2 : 3);
            if (digitIndex == TENS_IDX && decimalDigits[TENS_IDX] == 2) {
                digitIndex -= 1 + 2*(i%2);
            }

            decimalDigits[digitIndex]++;
        }
        if (decimalDigits[TENS_IDX] > 2 || decimalDigits[ONES_IDX] > 1) {
            fprintf(stderr, "error %d\n", __LINE__);
        }
        int toIncrease = decimalDigits[HUNDREDS_IDX] * 100 + decimalDigits[TENS_IDX] * 10 + decimalDigits[ONES_IDX];
        if (toIncrease < 0 || toIncrease > 321) {
            fprintf(stderr, "error %d\n", __LINE__);
        }
        results[toIncrease]++;
    }

    for (int i=0; i<RESULTS_SIZE; i++) {
        if (results[i]>0) {
            printf("%05d %05d \n", results[i], i);
        }
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

它发生在 GCC 和 clang 中。我在 3 台不同的机器上看到过它。 valgrind 和 gdb 都没有向我报告任何问题。

示例输出将是

---
00183 00020 
01763 00021 
03618 00111 
01263 00120 
01738 00201 
01068 00210 
00367 00300 
00183 00399 

这里有什么错误？ 399 不应出现在输出的第二列中。

脚注:

[1] 随机索引是从数字 0 开始生成的。然后将该数字的一位随机小数位增加 3 次。但是，“个”位最多增加 1 次。 “十位”数字最多增加 2 倍。

Answer 1

当我按原样运行您的代码时，此行会导致负数组索引:

for (int digitIncrease = 0; digitIncrease<3; digitIncrease++) {
    int digitIndex = rand()%(decimalDigits[ONES_IDX]>0 ? 2 : 3);
    if (digitIndex == TENS_IDX && decimalDigits[TENS_IDX] == 2) {
        digitIndex -= 1 + 2*(i%2);
    }

    decimalDigits[digitIndex]++;  //Negative array index here
}

我至少会开始查看那个 block ，也就是说，它不容易理解，可能是你逻辑某处的错误。