c-二等分根查找分割错误



我使用以下代码使用简单的平分算法来查找函数的根

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef float (*continous_function)(float);
static const float epsilon = 0.0000001;
#if __STDC__
static __inline float fabsf(float x)
{
        return x >=0 ? x : -1*x;
}
#else
#include <math.h>
#endif
float poly_1(float x)
{
        return x*x*x+2*x*x+3;
}
float poly_2(float x)
{
        return 2*x + 3;
}
float poly_3(float x)
{
        return 5*x*x*x*x*x+3*x*x*x+2*x+7;
}
static __inline void swap_in_place(float *a, float *b)
{
        float tmp = *a;
        *a = *b;
        *b = tmp;
}
float bisection_root(continous_function f, float a, float b)
{
        float neg = f(a);
        float pos = f(b);
        float c = 0.5 * (a + b);
        float mid;
        if (neg * pos > 0) {
                /* neg and pos should have different sizes */
                abort();
        }
        if (neg > 0) {
                /* Ensure f(a)=neg is negative */
                swap_in_place(&neg, &pos);
                swap_in_place(&a, &b);
        }
        mid = f(c);
        if (fabsf(mid) < epsilon) {
                return c;
        } else {
                if (mid > 0)
                        return bisection_root(f, a, c);
                else
                        return bisection_root(f, c, b);
        }
}
int main()
{
        {
                float a = -5;
                float b = 2;
                printf("Root of x^3+2*x^2+3 is %fn", bisection_root(poly_1,a,b));
        }
        {
                float a = -2;
                float b = 0;
                printf("Root of 2*x+3 is %fn", bisection_root(poly_2,a,b));
        }
        {
                float a = -1;
                float b = 0;
                printf("Root of 5*x^5+3*x^3+2*x+7 is %fn", bisection_root(poly_3,a,b));
        }
        return 0;
}

当使用mingw-gcc在windowsxp(32位)上编译时,此程序会导致分段错误。

epsilon的小数位数减少时,可以避免分割错误。因此,我得出结论,分段错误与溢出有关。

我想知道这个错误发生的原因和方式,这样我就可以找到一种可靠的方法来设置epsilon或修复可能导致问题的其他错误。

static const float epsilon = 0.0000001;

不需要存在多项式值与0相距epsilon的浮点。特别地,如果根是x的较大值,则多项式可以在一个浮点及其后续浮点之间从小于-epsilon跳到大于+epsilon

在这种情况下,以及在许多其他情况下,您的算法将循环。由于您使用递归实现了它,并且C编译器通常不保证尾调用优化,因此这种无限循环可能会导致分段错误(当堆栈变满时)。

无论使用递归还是简单的while循环,解决方案都适用于限制迭代次数。

注意:你应该读一下Horner的多项式计算方案。

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