C++ - g++将 int 转换为 double 给出负值

Question

在 Windows 上使用 mingw 开发一个项目：

C:\Users\...>g++ -dumpversion
4.5.0

当我在 g++ v 4.2.4 下编译代码时，我遇到了分段错误 - 几个小时后，我将其固定在该行上：

double decimal = ((double) rand()) / (RAND_MAX + 1);

出于某种原因，这给出了负值（并且一个事情导致了另一件事）。 什么原因？

编辑：cpp：

#include <iostream>
#include "Random.h"
#include <math.h>

using namespace std;
double Random::exponential(int T) {
    double decimal = ((double) rand()) / (RAND_MAX + 1);
    //  std::cout << "decimal : " << decimal << std::endl;
    return log(1 - decimal)*(-T);
}
//etc

h：

#ifndef RANDOM_H
#define RANDOM_H

#include <cstdlib>
#include <math.h>
class Random {
public:
    static double exponential(int T);
    static int random_int(int min, int max);
    static bool coin(); //50% true 50% false
};

#endif  /* RANDOM_H */

刚刚注意到（math.h的）双重包含，但这不应该是问题

Answer 1

在您的情况下，RAND_MAX 是存储它的整数类型的最大值，因此 RAND_MAX + 1 为您提供最大负值。从技术上讲，这是有符号整数溢出，这是未定义的行为，因此任何事情都可能发生。

正如 J-16 指出的那样，你需要这样做：

double decimal = (double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1);

Answer 2

在您的环境中，RAND_MAX 可能设置为最大正数，例如 0x7fff (32767)。当您向其添加 1 时，它实际上会返回到最小的负数，例如 0x8000 (-32768)。当然，这一切都假设二进制补码，并且数字将换行，这两者都不是标准所强制的）。

因此，由于您将 rand 中的正值或零值除以负值，因此大多数情况下您会得到负数，偶尔也会得到零。

您可以在除法中使用 RAND_MAX 而不是 RAND_MAX+1。这将避免给你一个负数，但随后你会遇到另一个问题。

由于 rand 有可能返回 RAND_MAX，因此除法的结果可能为 1。然后当您尝试计算 log（1 - 小数）* (-T)，即取零的对数，最终会出现错误：log(0) 未在数学中定义。

我建议通过使用类似这样的方法来简单地避免这个问题：

double Random::exponential (int T) {
    int randVal = rand();
    while (randVal == RAND_MAX)
        randVal = rand();

    double decimal = (double) randVal / RAND_MAX;
    return log (1 - decimal) * (-T);
}

这将避免边缘情况，但代价是偶尔重复调用rand。