c++ - 检查位集大小时出现段错误

Question

当我尝试运行下面的代码时出现段错误。我尝试注释掉部分代码，发现条件为 j < is_prime.size() 的 while 循环是罪魁祸首。这让我感到困惑，因为我在其上方的 for 循环中的相同值之间执行了相同的检查，但没有出现段错误。

有人可以向我解释这里的问题是什么吗？

我在 Linux 64 上使用 GCC 4.8.2。

#include <bitset>
#include <iostream>
using namespace std;

const size_t max_pandigital = 987654321;

int main()
{
    bitset<max_pandigital/3> is_prime;
    is_prime.set();                  // assume all numbers are prime
    is_prime[0] = false;             // 1 is not prime
    for(size_t i = 1; i < is_prime.size(); i++) {
        if(is_prime[i]) {
            int n;
            if(i%2 == 0) n = 3*i+1;
            else n = 3*i+2;
            size_t j = i;
            if(j%2 == 0) j += n-2;
            else j += n+2;
            while(j < is_prime.size()) {
                is_prime[j] = false;
                if(j%2 == 0) j += n-2;
                else j += n+2;
            }
        }
    }
    //cout << is_prime[899809363/3] << endl;
}

编辑:我实现了一些建议的更改。这是一个工作版本 - 运行时间约为 13 秒。我认为最大的瓶颈是为 bool vector 分配 42MB。谢谢!

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

const size_t max_pandigital = 987654321;

int main()
{
    vector<bool> not_prime(max_pandigital/3);
    not_prime[0] = true;             // 1 is not prime
    for(size_t i = 1; i < not_prime.size(); i++) {
        if(~not_prime[i]) {
            int n;
            if(i%2 == 0) n = 3*i+1;
            else n = 3*i+2;
            size_t j = i;
            if(j%2 == 0) j += n-2;
            else j += n+2;
            while(j < not_prime.size()) {
                not_prime[j] = true;
                if(j%2 == 0) j += n-2;
                else j += n+2;
            }
        }
    }
    cout << not_prime[899809363/3] << endl; // prime
    cout << not_prime[100017223/3] << endl; // pseudoprime
}

Answer 1

如果注释掉的部分被注释掉，并且我运行了你的代码，那么由于堆栈溢出，我得到了一个段错误。 (即使代码仍然被注释掉，堆栈仍然溢出，这解释了您所看到的)。

典型系统默认堆栈大小为 1 兆字节；但是您的 bitset 需要大约 40 MB 的存储空间。

要解决此问题，您可以:

• 动态分配你的bitset
• 使用不同的容器，例如 vector<bool>
• 告诉您的环境使用更大的堆栈大小

动态分配的一个例子可能是:

unique_ptr< bitset<max_pandigital/3> > ip { new bitset<max_pandigital/3> };
auto &is_prime = *ip;

其余代码相同。