我正在做作业,以实现C程序,在我的工作中,我需要迈出第一步来获取双精度型数字的整数部分。所以我选择ceil()或floor()来实现这一点。但是,产出是不可预测的,而且远远没有达到预期。

整个程序如下:

 /*
 ************************************************************************
  Includes
 ************************************************************************
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <gsl/gsl_rng.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

/* Solvent Particle Propersities*/
typedef struct
  {
    double vx,vy,rx,ry ;  /*  velocity AND position               */
    double    cell;                /*  index of grid  */
   }solvent_p;

  /* Cell Propersities*/
 typedef struct
  {
  double vcm_x,vcm_y ;  /*  center of mass velocity  */
  int    number;        /*  number of solvent in the cell  */
  double roation_angle; /*  roation_angle of the cell */
  }cell_p;

/* periodic boundary condition judging and adjusting fuction PBC */

 void PBC(solvent_p *sol)
 {
  double L = 20.0;  // box size 20

  if(sol->rx >20) sol->rx=sol->rx-L;
  if(sol->rx < 0) sol->rx=sol->rx+L;
  if(sol->ry >20) sol->ry=sol->ry-L;
  if(sol->ry < 0) sol->ry=sol->ry+L;

 }

int main(int argc, char **argv)
{

   // Randome setup generates random numbers from GSL functions
   const gsl_rng_type * T;
   gsl_rng * r;
   T = gsl_rng_default;
   gsl_rng_default_seed = ((unsigned long)(time(NULL))); //设seed值为当前时间
   r = gsl_rng_alloc (T);

   solvent_p solvent[4000];
   int i,j,k,index=0;
   cell_p grid[400];
   double alpha=90.0; //roation angle

  /*  Iniinitializing solvent
   *  All vx=0
   *  half vy = sqrt(3) and half vy=-sqrt(3) to make momentum zero and another requirement is the overall energy is 6000 equals energy of temperature=1 with 4000 solvent 3NkT/2 ,assuming mass of solvent = 1 ,which is all a test quantity
  *  rx and ry are random number generated by GSL library
  *  cell=20*(ry+rx) is an index of which cell the solvent is in
  */
  for(i=0;i<=3999;i++)
  {
         solvent[i].vx=0.0;

         if(i<=1999)
              solvent[i].vy=sqrt(3);
         else
              solvent[i].vy=-sqrt(3);


      solvent[i].rx =20.0 * gsl_rng_uniform_pos(r);

      solvent[i].ry =20.0 * gsl_rng_uniform_pos(r);

     //printf("%f \t %f \n",solvent[i].rx,solvent[i].ry);

    solvent[i].cell=20*(floor(solvent[i].ry))+floor(solvent[i].rx)+1;
    }

     // grid setting up
     for (i=0;i<=399;i++)
   {
        grid[i].vcm_x=0;
        grid[i].vcm_y=0;
        grid[i].number=0;
        grid[i].roation_angle=0.0;
   }


        /*  Begining Simulation Work
         *
         *  Fist process is preparing the system to equilibrium for 10000 processes
          *
          *  the whole process involving two steps steaming and collision and the two steps are conducted one by one in our simulation
          *  time duration for steaming is 0.1 which is assigned for Molecular Dynamics and time duration for collision is ignored
          *
          *
          */


       for(i=0;i<=9999;i++)
 {
       double temp;
       double delta_t_MD=0.1; //time step

        temp=gsl_rng_uniform_pos(r);
        double rand_rx = (temp < 0.5) ? temp : ((-1) * temp ); // randomshift rx;

        temp=gsl_rng_uniform_pos(r);
        double rand_ry = (temp < 0.5) ? temp : ((-1) * temp ); // randomshift ry


       //steaming
      for(j=0;j<=3999;j++)
      {
            //printf("%d \n",j);
            printf("1 :%d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[j].ry);
            solvent[j].rx=solvent[j].rx+solvent[j].vx * delta_t_MD;
            solvent[j].ry=solvent[j].ry+solvent[j].vy * delta_t_MD;

            printf("2: %d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[j].ry);

    //randomshift
    solvent[j].rx=solvent[j].rx+rand_rx;
    solvent[j].ry=solvent[j].ry+rand_ry;
    printf("3:  %d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[j].ry);
    // periodic boundary condition
    PBC(&solvent[j]);
    printf("4: %d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[j].ry);
    solvent[j].cell=20*(ceil(solvent[j].ry)-1)+ceil(solvent[j].rx);
    printf("5: %d \t  %f \t %f \t %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[j].ry,ceil(solvent[j].rx),ceil(solvent[j].ry));
    index = (int)(solvent[j].cell);
    //printf("%d \t %d \t %f \t %f \t %f \n",j,index,solvent[j].cell,ceil(solvent[j].rx),ceil(solvent[j].ry));

    if ((index>=0) &&(index<=400))
    {
    grid[index].vcm_x=grid[index].vcm_x+solvent[i].vx;
    grid[index].vcm_y=grid[index].vcm_y+solvent[i].vy;
    grid[index].number=grid[index].number+1;
   }
}


// caculating vcm

for (k=0;k<=399;k++)
{
    if (grid[k].number >= 1)
    {
        grid[k].vcm_x=grid[k].vcm_x/grid[k].number;
        grid[k].vcm_y=grid[k].vcm_y/grid[k].number;
    }

    double temp;
    temp=gsl_rng_uniform_pos(r);
    grid[k].roation_angle = (temp < 0.5) ? alpha : ((-1) * alpha );
}



//collsion


 }

gsl_rng_free (r); // free RNG

return 0;


}

抱歉,在某种程度上来说太长了,所以我没有放在第一位。虽然还没有完成,但是程序框架已经建立。

我的程序是这样的:

    printf("4: %d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[i].ry);
    solvent[j].cell=20*(floor(solvent[j].ry))+floor(solvent[j].rx)+1;
    printf("5: %d \t  %f \t %f \t %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[i].ry,floor(solvent[j].rx),floor(solvent[j].ry));


而且,尽管我想要的更多东西是错误的,但下面是我选择输出的某些部分:

4: 3993       3.851240   17.047031
5: 3993       3.851240   17.047031   3.000000    9.000000


尽管floor(solvent [j] .rx)是正确的,但是floor(solvent [j] .ry)完全是错误的。

我程序的最终结果是

 Segmentation fault (core dumped)


  ------------------
  (program exited with code: 139)


如何解决这个问题?有什么我用错的吗?

为了进一步测试这个问题,我尝试了ceil()函数,程序和结果是这样的

程序:

    printf("4: %d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[i].ry);
    solvent[j].cell=20*(ceil(solvent[j].ry)-1)+ceil(solvent[j].rx);
    printf("5: %d \t  %f \t %f \t %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[i].ry,ceil(solvent[j].rx),ceil(solvent[j].ry));


结果:

2: 3999       14.571205      2.837654
4: 3999       14.571205      2.837654
5: 3999       14.571205      2.837654    15.000000   15.000000


因此,以最近的输出为例来说明我的期望结果是:

a = 14.571205,ceil(a)= 15.00
b = 2.837654,ceil(b)= 3.00而不是输出中的15.000

而且使问题恶化的是,当我仅使用a和b测试ceil()时,一切似乎都很完美:

程序:

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

 int main()
{
        double a= 14.571205;
        double b= 2.837654 ;

        printf("%f \t %f \n",ceil(a),ceil(b));
        return 0;
 }


输出:
       15.000000 3.000000

我在Linux Ubuntu中使用GCC。

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问题已解决。

真正的致命问题在这里

    if ((index>=0) &&(index<=400))
    {
    grid[index].vcm_x=grid[index].vcm_x+solvent[i].vx;
    grid[index].vcm_y=grid[index].vcm_y+solvent[i].vy;
    grid[index].number=grid[index].number+1;
   }
}


solvent[i].vysolvent[i].vx都应将i更改为j。

正如@Jon和@Blckknght @Eric Lippert指出的那样。

而且我显然陷入了错误的陷阱,误导了@ouah和@Blckknght,实际上,输出语句确实有问题,但是它们不会导致prorame崩溃,只有越界才能做到这一点。

谢谢你们!

我喜欢分享Eric Lippert的评论,该评论有力而有见地:


  一般来说,经验丰富的程序员将您遇到的问题称为“选择没有中断”。也就是说,您所做的事情完全是错误的,您无法弄清楚自己做错了什么,因此您可以得出结论,专家编写并经过广泛测试的基本的简单基础结构是错误的。我向您保证,floor和ceil确实可以完成应有的操作。他们没有错。问题出在代码中,而不是标准库中。 –埃里克·利珀特

最佳答案

您的数组声明为:

solvent_p solvent[4000];


但是你有这个循环:

 for(i=0;i<=9999;i++)


内部有此函数调用:

 printf("1 :%d \t  %f \t %f \n",j,solvent[j].rx,solvent[i].ry);


这意味着您正在访问越界数组元素。

编辑:

OP测试用例已被编辑,以解决越界访问。

我的第二个建议是检查此分配后的index值(用于索引grid数组)是否不超过grid数组的元素数:index = (int)(solvent[j].cell)

关于c - C语言中的ceil()和floor()的输出是奇数,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/28932686/

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