奇怪的错误：关于函数重载，头文件使用和新手避坑的小科普

标签：__ 头文件 int pow 避坑 long printf 重载 return

奇怪的错误：关于函数重载，头文件使用和新手避坑的小科普

题目描述

$n$ 个小球排成一排，现在有 $k$ 种不同颜色的油漆，给每个小球都涂色。如果相邻两个小球的颜色必须不同，那么共有多少种涂法？

输入

一行，两个整数 $n$ , $k$ 。

输出

一行，一个整数，为满足题意条件的整数。

这应该是道简单到不能再简单的数学题了（至少我猜是的），根据往年情形，起码不应该在CSP-J的模拟题当中吧。

分析：

第一个球可以刷··种颜色，后面··个球都是各能刷··种颜色，于是答案就是··。本来以为这题是道高精快速幂，但是，根据数据范围，保证答案 $\le2^{31}-1$ 。。。
所以只需要将答案

k*pow(k-1,n)

输出即可。

但是！

我的初稿犯了一个愚蠢的错误：

#include <bits/stdc++.h>//pow 在cmath里，对于不同类型参数使用不同pow函数 
using namespace std;
typedef long long ll;
int main()
{
    ll n,k;
    scanf("%lld%lld",&n,&k);
    printf("%lld\n",(k*(pow(k-1,n))));
    return 0;
}

如果还没看出来，再瞅一眼printf的格式！在头文件中，printf函数是这样定义的：

int printf (const char *__format, ...)
{
  register int __retval;
  __builtin_va_list __local_argv; __builtin_va_start( __local_argv, __format );
  __retval = __mingw_vprintf( __format, __local_argv );
  __builtin_va_end( __local_argv );
  return __retval;
}

注意，出现在后面实参列表中的，是地址！在使用变量（不要管引用或指针）而未使用取地址符时，C++的反应有两种：

1：

[Error]Cannot convert int to int*

Process exited after 1.733 seconds with return value 3221225477

然而，对于

k*(pow(k-1,n))

这样的具体数值，编译器会直接将这个值当做地址看待，它就成了一个野指针，访问的地方可能是域外或是未定义的地方。在域外时，如这个程序输入2 2时，“cout<<x”会输出2，错误输出是4611686018427387904。当然，也有更不幸的（由x的取值决定），那就是

Process exited after 1.733 seconds with return value 3221225477

因为它访问了域外地址，这是禁止的，所以程序终结了。

换作OJ，它大概率会RE，即runtimeError，由这个错误的访问导致。

那这样是不是就对了呢？

#include <bits/stdc++.h>//pow 在cmath里，对于不同类型参数使用不同pow函数 
using namespace std;
typedef long long ll;
int main()
{
    ll n,k;
    scanf("%lld%lld",&n,&k);
    int x = (k*(pow(k-1,n)));
    printf("%lld\n",&x);
    return 0;
}

还是不对。

我们会发现，答案是 7470588 ！
其实，分析原因，只是因为pow函数定义的重载问题。按住Ctrl，挪到cmath头文件上，单击一下，就可以跳转进去了。搜索（Ctrl+f）pow函数，得到完整重载：

using ::pow;

#ifndef __CORRECT_ISO_CPP_MATH_H_PROTO
  inline _GLIBCXX_CONSTEXPR float
  pow(float __x, float __y)
  { return __builtin_powf(__x, __y); }

  inline _GLIBCXX_CONSTEXPR long double
  pow(long double __x, long double __y)
  { return __builtin_powl(__x, __y); }

#if __cplusplus < 201103L
  // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
  // DR 550. What should the return type of pow(float,int) be?
  inline double
  pow(double __x, int __i)
  { return __builtin_powi(__x, __i); }

  inline float
  pow(float __x, int __n)
  { return __builtin_powif(__x, __n); }

  inline long double
  pow(long double __x, int __n)
  { return __builtin_powil(__x, __n); }
#endif
#endif

  template<typename _Tp, typename _Up>
    inline _GLIBCXX_CONSTEXPR
    typename __gnu_cxx::__promote_2<_Tp, _Up>::__type
    pow(_Tp __x, _Up __y)
    {
      typedef typename __gnu_cxx::__promote_2<_Tp, _Up>::__type __type;
      return pow(__type(__x), __type(__y));
    }

这里有很多同名函数，都叫POW，然而参数列表不同。如果它选错了：

强制转换，C++有时会报错：

[Error]Cannot convert int to int*

但是，也有的时候它不报错，但就是给你错误的转换。输出：7470588

我们改了一下参数，然后呢？（初学者最容易犯的错误复现）

#include <bits/stdc++.h>
#include <stdio.h>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
    int n,k;
    scanf("%d%d",&n,&k);
    int x = (int)k * (int)pow((int)k-1,(int)n);
    cout<<n<<" "<<k<<" "<<x<<endl;
    cout<<sizeof(x)<<endl;
    printf("%d",x);
    return 0;
}

输出：

。。。

带上

cout<<n<<k<<x<<endl<<sizeof(x);

输出为：

2 2 2
4
7470588

所以，x值是没有问题的，问题出在了输出上。

是这样的，printf 函数的调用方式不正确。在 printf 函数中，%d 格式化说明符用于输出整数，但是在调用 printf 时，传递的参数是 &x，这是 x 的地址，而不是 x 的值。因此，printf 实际上输出的是 x 变量的内存地址，而不是 x 的值。

AC_code

#include <bits/stdc++.h>
#include <stdio.h>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
    int n,k;
    scanf("%d%d",&n,&k);
    int x = (int)k * (int)pow((int)k-1,(int)n);
    cout<<n<<" "<<k<<" "<<x<<endl;
    cout<<sizeof(x)<<endl;
    printf("%d",x);
    return 0;
}

标签：__,头文件,int,pow,避坑,long,printf,重载,return
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