递归调用函数时出现分段错误

Question

我的任务是创建一个函数，该函数应该计算输入的arcsin。

我尝试使用xcode进行调试。一切都很顺利，直到调用arcsin(new);返回时出现了segmentation fault: 11。我不确定为什么，但在第二个循环运行时，在float arcsin(floatvalue){ ... }处设置断点告诉我float old和float value是NAN。

float arcsin(float value){

     float old = value;
     float new = value + (0.5 * ((value * value * value)/3));
     float accurate = 0.00001;  

     if ((new - old) < accurate){
        return new;
     }

     else{
        return arcsin(new);
     }
}


int function_arcsin(int sigdig, float value){

    value = arcsin(value);
    printf("%.10e\n",value);

    return 0;
}

- rojcyk

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new是一个保留关键字。请将其命名为类似于float newval的名称。 - spicavigo

那是C语言，不是C++，所以没问题。 - bitmask

@rojcyk：请问您能否添加一下该函数被调用的位置？它是否在循环中？请添加一些细节。 - Ivan

@rojcyk：你实现arcsin递归的特定原因是什么？这可以（而且应该）用迭代方式完成，除非你想赌编译器是否能够消除尾递归。 - bitmask

也许你的公式有问题？在我的机器上，它在第174510次调用自身时崩溃了。 - Matvey Aksenov

Answer 1

当调用堆栈过大时，即递归层数过多时，会发生段错误。

在您的情况下，这意味着条件 (new - old) < accurate 将始终计算为 false - 或许不总是如此，但足以使调用堆栈膨胀。

通过测试您的代码，我发现new（可能不是一个好的变量名选择）会不断增长，直到超出 float 的限制。您的算法可能是错误的。

- Luchian Grigore

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“new”这个名称让我有点困惑，因为它是C++中的一个关键字，但在C语言中算是一个不好的选择吗？（我对C语言的规则不是很熟悉了这些天）。 - user180247

@Steve314 你永远不知道什么时候你想要将你的代码移植或者包含到C++中，现在选择好也比以后重构要好，对吧？ - Luchian Grigore

@Steve314，像new或old这样缺乏信息的变量名称在任何语言中都应该被视为糟糕的选择。 - Matvey Aksenov

@LuchianGrigore 感谢您的反馈，我会改进我的变量命名。我也会研究一下算法。再次感谢！ - rojcyk

@maksenov - 我在某种程度上同意，但这个函数非常小，在上下文中意义是清晰的。 即使是value的含义（比old或new不太具体）在上下文中也可能没问题。 对于像这样显而易见的单一参数，我的习惯是将其称为p。 我同意早期养成良好习惯很重要，而且也许更容易改掉过长和明确的名称的习惯，而比起改掉名称过短和不够清晰的习惯来说，你从这个角度看也许是对的。 - user180247

Answer 2

我测试了您的程序，发现它一直在无限循环：

((new - old) < accurate)  // never is true

如果您尝试使用大于0的数字，将在10次迭代中达到NaN。对于小于0的数字，会持续进行数千次并导致过深的递归。

- Tio Pepe

Answer 3

我相信分段错误是由于递归过深引起的。虽然许多编译器可以将大量递归代码优化为迭代代码，但有些不能这样做，在例如调试选项禁用此功能的情况下很常见。

转换为迭代形式将停止分段错误，但除非我猜错了，否则会导致无限循环。我不希望一个工作的递归解决方案成为这里的问题，除非您正在测试超出逼近收敛范围的值 - 在这种情况下，我首先猜测范围在-pi到+pi之间的输入对于任何可用的arcsin逼近都应该没问题。

我不熟悉arcsin的迭代近似方法，我的谷歌寻找还没有找到答案，但我怀疑您在float new = ...行的计算有误。

我找到了这个链接...

Link

它并没有什么用 - 您的代码既不暗示其中任何一种方法。

- user180247