如何解决返回负数的正整数总和 - C
C 语言初学者。 我怀疑这可能是由于溢出，但无法解决这个简单的练习： 计算所有小于10000的自然数的平方和的程序
我最初尝试过：
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10000;
int square(int num) {
return num * num;
};
int total = 0;
while (a > 0) {
a--;
total += square(a);
//printf("a is %d and square is %d and total %d \n",a,square(a),total );
};
printf("total is %d ",total );
return total;
}
结果：total is -1724114088
这里有一个奇怪的事情：
...
a is 9936 and square is 98724096 and total 2063522144
a is 9935 and square is 98704225 and total -2132740927
...
所以我尝试将 total 更改为 long，尝试将声明平方函数更改为 long square(int num )，但没有任何改变。
你能解释为什么总和变成负数吗？ 是因为溢出吗？但是为什么不重置为 0 或正数，而不是变为负数？ 我怎么知道我不知道的计算机中有多少 int 位（例如 cloud ？ 例如。我在这里编码：[https://www.programiz.com/c-programming/online-compiler/]
修复它的最佳做法是什么？
解决方法
不要在函数中定义函数。
int main() {
int square() { // NO!
函数属于文件范围：
int square() { //OK
}
int main() { //OK
}
代码编译是因为编译器对语言有 extensions。它不是 C 编程语言的一部分。
你能解释为什么总和变成负数吗？
见例。 why the value of sum is coming out to be negative? 和其他问题。总和在您的平台上“环绕”。
是因为溢出吗？
是的。
但为什么不重置为 0 或正数，而不是变为负数？
因为现在的系统是二进制补码，所以先实现一条用于加法的硬件指令，然后再实现两条具有特殊溢出语义的独立指令，会更简单。无符号和有符号的二进制补码在对它们进行运算时的行为相同，因此在添加有符号数时，与其对溢出执行特殊语义，不如将它们添加为与无符号数相同（仅添加位），然后结果为解释为有符号数（在 C 程序中），因为最高有效位设置为负数。
无论如何，编译器并不关心，因为有符号溢出是未定义行为编译器不必关心。编译器只生成一个有符号加法的硬件指令，其行为如上所述。
如何知道我不知道的计算机中有多少 int 位
您可以查看编译器文档。
但通常编译一个简单的 C 程序更简单，其中使用 CHAR_BIT - 字节中的位数 - 和 sizeof(int) - int 中的字节数 -并检查该程序的输出。例如，一个程序如：
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main() {
printf("There are %d bits in int\n",(int)sizeof(int) * CHAR_BIT);
}
请注意，类型中的位数不仅会随平台和操作系统而变化，还会随编译器、编译器版本和编译选项而变化。
修复它的最佳做法是什么？
这取决于您想要什么行为。
要计算更大的值，请使用更大的数据类型 - long 或 long long。当语言功能不够时，请移动您的程序以使用一些big number library。
如果您想在出现问题时终止程序 - 您可以 check for overflow 并在发生问题时调用 abort() 或类似方法。
您需要将int的所有用法更改为long：
#include <stdio.h>
int main() {
long a = 10000;
long square(long num) {
return num * num;
};
long total = 0;
while (a > 0) {
a--;
total += square(a);
//printf("a is %ld and square is %ld and total %ld \n",a,square(a),total );
};
printf("total is %ld ",total );
return 0;
}
打印 total is 333283335000
编辑
或者您可以更改总数、square 的返回类型，并在计算平方值时执行适当的转换：
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10000;
long square(int num) {
return (long)num * (long)num;
};
long total = 0;
while (a > 0) {
a--;
total += square(a);
//printf("a is %ld and square is %ld and total %ld \n",total );
return 0;
}
产生与上述相同的结果。
,相反，您可以使用公式。
前 N 个自然数的平方和 = (N * (N + 1) * (2 * N + 1) / 6
现在，让 N 为 10000。
忽略公式中的6，平方和有10^12那么大。它不适合整数。您应该使用可以容纳更大值的数据类型，例如 long 或 long long int。
这是修改后的代码。
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10000;
int square(int num) {
return num * num;
};
// Change int to long long int
long long int total = 0;
while (a > 0) {
a--;
total += square(a);
//printf("a is %d and square is %d and total %d \n",total );
};
// Change %d to %lld
printf("total is %lld ",total );
return total;
}
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