C++数组分配分段故障11新手

Question

我正在从Robert Sedgewick的C++算法中学习C++。现在，我正在研究Eratosthenes的筛子，在最大素数上有一个用户指定的上限。当我用最大值46349运行代码时，它运行并打印出直到46349的所有素数，但是当我用最大值46350运行代码时，出现了分段错误。有人能帮我解释一下原因吗？

./sieve.exe 46349
 2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 ...

./sieve.exe 46350
 Segmentation fault: 11

代码：

#include<iostream>

using namespace std;

static const int N = 1000;

int main(int argc, char *argv[]) {
    int i, M;

    //parse argument as integer
    if( argv[1] ) {
        M = atoi(argv[1]);
    }

    if( not M ) {
        M = N;
    }

    //allocate memory to the array
    int *a = new int[M];

    //are we out of memory?
    if( a == 0 ) {
        cout << "Out of memory" << endl;
        return 0;
    }

    // set every number to be prime
    for( i = 2; i < M; i++) {
        a[i] = 1;
    }

    for( i = 2; i < M; i++ ) {
        //if i is prime
        if( a[i] ) {
            //mark its multiples as non-prime
            for( int j = i; j * i < M; j++ ) {
                a[i * j] = 0;
            }
        }
    }

    for( i = 2; i < M; i++ ) {
        if( a[i] ) {
            cout << " " << i;
        }    
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

Answer 1

这里有整数溢出：

        for( int j = i; j * i < M; j++ ) {
            a[i * j] = 0;
        }

int中不适合使用46349 * 46349。

在我的机器上，将j的类型更改为long，这样就可以对更大的输入运行程序：

    for( long j = i; j * i < M; j++ ) {

根据您的编译器和体系结构，您可能必须使用long long才能获得相同的效果。

Answer 2

当您使用调试器运行程序时，您将看到它在

a[i * j] = 0;

i * j溢出并变为负值。这个负数小于M，这就是为什么它再次进入循环，然后在访问a[-2146737495]时失败。

Answer 3

我明白了，问题是把M声明为int。当我声明i、M和j为long时，这似乎可以很好地工作。