程序输出错误，使用指向结构数组的指针

Question

我正在尝试运行模拟并将点创建为结构。我现在想将它们存储在一个数组中并尝试在该数组上使用一个指针。当我运行程序时，它只是随机地给我一个错误的输出。我怀疑指针“Point *Point”或 malloc() 函数的使用有问题。当我改变事情时，它只会变得更糟，程序甚至没有完成并给我这个错误代码：进程返回 -1073741819 (0xC0000005)

如果有人知道它失败的原因，我会很高兴:)

这是我的代码

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

#define M_PI 3.14159265

//mx..+bx.+kx=p*sgn(x.)

double p=1;
double m=1;
double const_b=1;
double const_k=1;

typedef struct point{
    double counter;
    double x;
    double xDot;
}Point;

double DGL(double x, double xDot){
    int sgn=0;
    if(xDot>0){
        sgn=1;
    }
    else{
        sgn=-1;
    }
    double xDotDot = -const_b/m*xDot-const_k/m*x+p/m*sgn;
    return xDotDot;
}

Point *runSimulation(double time, double x_0, double step)
{
    double x=x_0;
    double xDot=0;
    double xDotDot=0;
    double counter=0;
    int i=0;

    Point *Point= malloc(time/step*sizeof(Point));

    while(counter<time)
    {
        xDotDot=DGL(x, xDot);
        xDot=xDot+xDotDot*step;
        x=x+xDot*step;

        Point[i].x=x;
        Point[i].xDot=xDot;
        Point[i].counter=counter;

        counter = counter + step;
        i++;
    }

    return Point;
}

void printSimulation(Point *Point, int length, FILE* datei)
{
    for(int i=0; i<length; i++)
    {
        //fprintf(datei, "%.2f ; %.2f ; %.2f\n", Point[i].counter, Point[i].x, Point[i].xDot);
        printf("t=%.3f[s] ; x=%.3f[m] ; x_punkt=%.3f[m/s]\n", Point[i].counter, Point[i].x, Point[i].xDot);
    }
}

int main()
{
    double x=0, xDot=0, xDotDot=0, x_0=0;
    double step=0.1, counter=0, time=2;
    double timeTol=0.05;
    double dauerT=0, lastCount=0;

    Point *PhasePtr;

    //Datei für Results öffnen
    FILE* datei = fopen("selbsterregte Schwingung_results.csv", "a");

    if(datei==NULL){
        printf("Fehler bei Dateizugriff");
        return 1;
    }

    //Parameter eingeben
    printf("Simulationsparamter eingeben \nDämpfungsfaktor b:");
    scanf("%lf", &const_b);
    printf("Startauslenkung x,0=");
    scanf("%lf", &x_0);
    printf("Simulationsdauer I:");
    scanf("%lf", &time);
    fflush(stdin);
    int length=time/step;

    //Simulation läuft
    PhasePtr=runSimulation(time, x_0, step);

    //Ergebnisse auf Bildschirm und in Datei gespeichert
    printSimulation(PhasePtr, length, datei);

    fclose(datei);
    return 0;
}

这是错误的输出（很明显，长数字和中间的空值是错误的）

t=1.600[s] ; x=-0.502[m] ; x_punkt=-0.975[m/s]
t=1.700[s] ; x=-0.595[m] ; x_punkt=-0.928[m/s]
t=1.800[s] ; x=-0.682[m] ; x_punkt=-0.875[m/s]
t=1.900[s] ; x=-0.764[m] ; x_punkt=-0.820[m/s]
t=2.000[s] ; x=-0.840[m] ; x_punkt=-0.761[m/s]
t=2.100[s] ; x=-0.911[m] ; x_punkt=-0.701[m/s]
t=179538685518702200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=11186857329615961000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=179538516283209850000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[s] ; x=195426269015847380000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=0.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=0.000[m/s]
t=78973501660828132000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[s] ; x=0.000[m] ; x_punkt=14621964126845871000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.000[m/s]
t=3.900[s] ; x=-1.096[m] ; x_punkt=0.779[m/s]
t=4.000[s] ; x=-1.005[m] ; x_punkt=0.911[m/s]
t=4.100[s] ; x=-0.903[m] ; x_punkt=1.020[m/s]
t=4.200[s] ; x=-0.792[m] ; x_punkt=1.108[m/s]
t=4.300[s] ; x=-0.675[m] ; x_punkt=1.177[m/s]
t=4.400[s] ; x=-0.552[m] ; x_punkt=
and so on

Answer 1

不要将您的指针变量命名为与类型相同的类型 Point。

示例：

Point* runSimulation(double time, double x_0, double step) {
    double x = x_0;
    double xDot = 0;
    double xDotDot = 0;
    double counter = 0;
    int i = 0;

    // is this formula really correct?
    Point* pnt = malloc(time / step * sizeof(Point));

    while(counter < time) {
        xDotDot = DGL(x, xDot);
        xDot = xDot + xDotDot * step;
        x = x + xDot * step;

        pnt[i].x = x;
        pnt[i].xDot = xDot;
        pnt[i].counter = counter;

        counter = counter + step;
        i++;
    }

    return pnt;
}

您还应该在 main 中执行 free(PhasePtr); 以在完成后释放内存。

Answer 2

至少这些问题：

Point *Point= malloc(time/step*sizeof(Point)); 是狡猾的，因为它可能由于分数截断而分配不足。

一般来说，最好使用整数数学来查找分配需求并使用它来迭代循环。

Point *Point= malloc(time/step*sizeof(Point)) 搅浑水：那是类型的大小还是指针的大小？使用不同的名称是为了清楚。

//                            Pass in length---v
Point *runSimulation(double time, double x_0, int length)
{
    double step = time/length;
    double x=x_0;
    double xDot=0;
    double xDotDot=0;
    double counter=0;
    int i=0;

    // Point *Point= malloc(length*sizeof(Point));
    Point *P = malloc(length * sizeof *P);

    // while(counter<time)
    for (i=0; i<length; i++) {
        xDotDot = DGL(x, xDot);
        xDot = xDot+xDotDot*step;
        x = x+xDot*step;

        // P, not Point
        P[i].x = x;
        P[i].xDot = xDot;
        P[i].counter = counter;

        counter = counter + step;
        // i++;
    }

    return P; // P
}

并致电

PhasePtr = runSimulation(time, x_0, length);

"%g"

提示：使用 "%.3g" 打印双精度而不是 %.3f，因为它可以更好地处理大值和小值。

Answer 3

我可以看到这段代码中有很多问题可能导致了这个问题：

在不同上下文中到处重复的名称：

如果您将结构命名为与您的类型相同的名称，您可能会混淆编译器（实际上还有您自己）。当您键入 Point 时，它指的是结构类型还是结构？这取决于编译器，它可能会感到困惑并使用错误的编译器。这不是代码中唯一的问题，但却是最严重的问题

我不清楚您要对代码进行哪些数学运算，编译器更不清楚：

double xDotDot = -const_b/mxDot-const_k/mx+p/m*sgn;

有了上面的语句，你想让编译器做(xDot*const_b)/m吗？因为这就是评估的方式

带双打的 Malloc

Point* pnt = malloc(time / step * sizeof(Point));

这真的不应该这样做。首先将其转换为正确的类型，即。 uint32_t
由于您没有明确确定类型，编译器可能会假设您正在使用 uint32_t 值进行数学计算，在这种情况下 0.1 将转换为 0，并且您的等式将被解释为以下内容，这显然会导致您的程序出现问题：

Point* pnt = malloc(time/0* sizeof(Point));

你不应该在函数中 malloc:

在 main 中 malloc 您的指针数组的大小，将指向该数组的指针传递给您的函数。然后你就不必处理任何返回结构指针的笨拙，这对未来的 malloc 来说是一个很好的做法；你想让它尽可能明显地表明你已经分配了内存，所以你不会运行进入你的代码继续永远分配内存直到你的处理器上没有 space 的场景

程序输出错误，使用指向结构数组的指针

wrong output of programm, using pointers to an array of structs

c

pointers

struct

malloc