c - indexx() Numerical Recipes (C) 索引排序算法奇怪地忽略前两个元素

Question

我正在尝试使用 C 中的 Numerical Recipes (NR) 中的 indexx() 算法，并发现了一个非常奇怪的错误。

(NR 可在此处公开:http://www2.units.it/ipl/students_area/imm2/files/Numerical_Recipes.pdf 第 338 页，第 8.4 节)

该函数应输出与输入 float 组的元素相对应的索引数组，从低到高排序。

下面是一个最小的工作示例，显示该算法似乎忽略了前两个元素。输出数组的前两个元素始终为 0，后跟数组的长度(本例中为 9)。其余元素似乎已正确排序。

哦，我尝试在 NR 论坛上提问，但我的帐户已经等待很长时间才能激活...提前非常感谢!

[编辑的数组名称]

#include "nr_c/nr.h"

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


int main()
{
    float unsorted[9] = {4., 5., 2., 6., 3., 8., 1., 9., 7.};
    long unsigned int sort[9];

    printf("Unsorted input array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%.1f  ", unsorted[i]);
    }
    printf("\n\n");

    indexx(9, unsorted, sort);

    printf("Indexx output array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%d    ", sort[i]);
    }
    printf("\n\n");

    printf("Should-be-sorted array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%.1f  ", unsorted[sort[i]]);
    }
    printf("\n\n");

    return 0;
}

输出:

Unsorted input array:
4.0  5.0  2.0  6.0  3.0  8.0  1.0  9.0  7.0  

Indexx output array:
0    9    6    2    4    1    3    8    5    

Should-be-sorted array:
4.0  0.0  1.0  2.0  3.0  5.0  6.0  7.0  8.0 

Answer 1

数值食谱 C 代码使用从 1 开始的索引。 (由于它起源于 FORTRAN，第一个版本是用 FORTRAN 编写的，并且 fortran 对数组和矩阵使用基于 1 的索引。C 版本可能基于 f2c 的输出...) 在问题的原始代码中，indexx() 函数忽略 unsorted[] 和 sort[] 数组的第一个元素。另外:它访问数组最后一个元素之外的元素(导致 UB) 结果，0 和 9 都出现在索引数组中。 (最初的0实际上是未初始化的内存，但它还没有被indexx()函数触及)

<小时/>

如果我的假设是正确的，那么以下内容应该有效:

<小时/>

#include "nr_c/nr.h"

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


int main()
{
    float unsorted[9] = {4., 5., 2., 6., 3., 8., 1., 9., 7.};
    long unsigned int sort[9];

    printf("Unsorted input array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%.1f  ", unsorted[i]);
    }
    printf("\n\n");

    indexx(9, unsorted-1, sort-1); // <<-- HERE

    printf("Indexx output array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%d    ", sort[i]);
    }
    printf("\n\n");

    printf("Should-be-sorted array:\n");
    for (int i=0; i<9; i++) {
        printf("%.1f  ", unsorted[sort[i]-1]); // <<-- AND HERE
    }
    printf("\n\n");

    return 0;
}

<小时/>

C 代码中的数字配方假定从 1 开始索引:N 大小的数组具有索引 1..N。这样做是为了不让数学家感到困惑。 (因此，整整一代程序员都感到困惑)分配函数是 malloc() 的包装器，它通过返回指向第 -1 的指针来作弊。分配空间的成员。对于 float vector ，这可能是这样的:

<小时/>

#include <stdlib.h>

float * float_vector(unsigned size)
{
float * array;
array = calloc( size, sizeof *array);
if (!array) return NULL;
return array -1;
}