如何在排序100万个元素的数组时找到合并排序算法崩溃的原因？

Question

我是一名法国学生，并试图计算不同大小的数组的合并排序算法的执行时间。我还想在.csv文件中编写不同的执行时间。但是当我的程序尝试对包含100万个元素的数组进行排序时，该过程会在Code :: Blocks中返回-1073741571 (0xC00000FD)。所以如果你能指出我找到解决方案的方法，我将非常感激！

这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

void genTab(int *tab, int n) {
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        tab[i] = rand() % 100;  
    }
}

void fusion(int *tab, int deb, int mid, int fin) {
    int i = deb;
    int j = mid + 1;
    int k = deb;
    int temp[fin + 1];
    while ((i <= mid) && (j <= fin)) {
        if (tab[i] <= tab[j]) {
            temp[k] = tab[i];
            i++;
        } else {
            temp[k] = tab[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i <= mid) {
        temp[k] = tab[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j <= fin) {
       temp[k] = tab[j];
       k++;
       j++;
    }

    for (i = deb; i <= fin; i++) {
        tab[i] = temp[i];
    }
}

void triFusion(int *tab, int i, int j) {
    if (i < j) {
        triFusion(tab, i, (int)((i + j) / 2));
        triFusion(tab, (int)((i + j) / 2 + 1), j);
        fusion(tab, i, (int)((i + j) / 2), j);
    }
}

void reset(int *tab1, int *tab2, int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {       
        tab2[i] = tab1[i];
    }
}

int main() {
    srand(time(NULL));
    clock_t start, end;  

    int nbrTest[15] = {
        1000, 5000, 10000, 50000, 80000, 100000, 120000, 140000,
        150000, 180000, 200000, 250000, 300000, 450000, 1000000
    }; 
    FILE *fp;

    char *tpsExecution = "exeTime.csv";

    fp = fopen(tpsExecution, "w");

    fprintf(fp, "Array Size; Merge Time"); 

    for (int i = 0; i < 15; i++) {     
        int n = nbrTest[i];
        printf("Calculating time for an array of %d \n", n);
        int *tab = malloc(sizeof(int) * n);
        genTab(tab, n);      

        int *copie = malloc(sizeof(int) * n);
        reset(tab, copie, n);

        start = clock();
        triFusion(tab, 0, n - 1);
        end = clock();
        float tpsFusion = (float)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;

        reset(tab, copie, n);

        printf("writing in the file\n");
        fprintf(fp, "\n%d;%f", n, tpsFusion);    
        free(tab);
        free(copie);
    }
    fclose(fp);

    return 0;
}

Answer 1

（注意：@Eric Postpischil回答后发布）。

功能

void fusion(int * tab, int deb, int mid, int fin)

有线

int temp[fin+1];

并且fin的值来自要排序的元素数量n的另一个函数

triFusion(tab, 0, n-1);

并且当n很大时，作为自动变量，打破堆栈。

我建议用替换线

int *temp = malloc((fin+1) * sizeof *temp);
if(temp == NULL) {
    puts("malloc");
    exit(1);
}

// ...

free(temp);

Answer 2

int temp[fin+1];可能超过堆栈的空间限制。你应该用malloc分配它，并用free释放它。

如果要从定时代码中排除malloc和free，则可以在定时代码之外执行分配，并将其作为工作空间传入。

Answer 3

fusion（）总是为temp分配数组的完整大小，即使只使用了一小部分temp。您可以将其更改为：

int k = 0;
...
int temp[fin+1-deb];
...
tab[i]=temp[i-deb];

如果n很大，这仍将超过堆栈空间。所以在其他答案中建议：

int k = 0;
...
int *temp = malloc((fin+1-deb)*sizeof(int));
...
tab[i]=temp[i-deb];
...
free(temp)

或者更好的是，在main或“helper”函数中一次性分配第二个数组，包括指向合并排序函数中第二个数组的指针。