Questions de débutant + Segmentation erreur qu'en boucle

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Bonjour à tous,

Dans le cadre de ma formation d'ingénieur spécialisé en simulation numérique, nous faisons beaucoup de calcul scientifique et nous utilisons beaucoup le Fortran. Nous avons été introduits au C++ pour nous faire découvrir la programmation orientée objet et dans le cadre d'un mini projet, je mepose encore quelques questions, car je n'aimerais pas partir sur des bases peu solides.

1) J'ai trois classes différentes donc 3 fichiers hxx différents, 3 fichiers cxx différents et un main. Comment inclure proprement les dépendences pour chaque fichier? J'ai peur de trop user des #include. Sachant que pour faire simple, ma classe C utilise la classe B qui utilise la classe A.

2) Est il mieux de déclarer mes classes dépendantes en tant que classes amies ou en tant que classes filles avec héritage public?

3) Lorsque je définis mes constructeurs, que faut il utiliser entre reallocate et new lorsqu'il s'agit de créer de la mémoire pour un vecteur par exemple?

4) Dans une des classes, je dois surcharger l'opérateur << pour afficher une matrice, connaissez vous une manière pour l'afficher proprement (même espace alloué à chaque élément de matrice pour que tout soit aligné corrrectement, en gros indiquer au compilateur que je veux automatiquement 4 décimales pour chaque réel)

Par ailleurs je m'arrache les cheveux sur une erreur de segmentation qui se produit lorsque je veux calculer le premier élément d'un vecteur solution d'un système tridiagonal, et même après avoir vérifié toutes les tailles je ne sais pas d'où ca vient.
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 void MatrixTridiag::Solve(vecteur& x) { unsigned n = x.size(); vecteur y(n), w(n); y(0) = x(0); for (unsigned i = 1; i < n; i++) y(i) = x(i) - alpha(i-1)*y(i-1); for (unsigned i = 0; i < n; i++) w(i) = y(i)/delta(i); x(n-1) = w(n-1); for (unsigned i = n-2; i >= 0; i--) x(i) = w(i) - alpha(i)*x(i+1); // x(0) = w(0) - alpha(0)*x(1); }
J'ai essayé de printer w(0), alpha(0) et x(1) et ils me donnent bien le bon résultat. Quand je calcule x(0) dans la boucle, j'ai erreur de segmentation alors que lorsque je le fais hors boucle, ca fonctionne parfaitement (partie commentée)! Je ne comprends pas?

Merci d'avance pour votre aide.

25/11/2014, 21h51
koala01
Salut, et bienvenue sur le forum.

Au cas ou tu n'aurais pas lu ma réponse sur l'autre forum, je te la recopie à peu près ici ;)

Citation:

Dans le cadre de ma formation d'ingénieur spécialisé en simulation numérique, nous faisons beaucoup de calcul scientifique et nous utilisons beaucoup le Fortran. Nous avons été introduits au C++ pour nous faire découvrir la programmation orientée objet et dans le cadre d'un mini projet, je mepose encore quelques questions, car je n'aimerais pas partir sur des bases peu solides.

1) J'ai trois classes différentes donc 3 fichiers hxx différents, 3 fichiers cxx différents et un main. Comment inclure proprement les dépendences pour chaque fichier? J'ai peur de trop user des #include. Sachant que pour faire simple, ma classe C utilise la classe B qui utilise la classe A.

Il faudrait en savoir plus sur les différentes classes, mais, en gros, tu as deux solutions:
- soit ta classe tes classes utilisent essentiellement des pointeurs et /ou des références sur la classe qu'elles utilisent, et tu peux alors utiliser la déclaration anticipée dans le fichier d'en-tête (*.h / *.hxx / *.hpp) pour n'inclure le fichier d'en-tête de la classe utilisée que dans le fichier d'implémentation (*.cxx / *.cpp)
- Soit la dépendance envers la classe utilisée est plus forte (tu utilise une instance de la classe ou tu utilises l'héritage), et tu es alors obligé d'inclure le fichier d'en-tête de la classe utilisée dans le fichier d'en-tête de la classe "dépendante" ;)
Citation:

2) Est il mieux de déclarer mes classes dépendantes en tant que classes amies ou en tant que classes filles avec héritage public?

ans doute ni l'un ni l'autre ;).

L'amitié d'une classe envers une autre n'a de sens que si tu envisage que la classe déclarée amie puisse vouloir accéder à quelque chose que tu ne juge pas utile de placer dans l'accessibilité publique. Et il faut de toutes façon toujours préférer l'appel d'une fonction (qu'elle soit publique, protégée ou privée) à l'accès direct à une des donnée membre de ta classe... Car, plus tu auras de fonction qui vont directement manipuler les données membres, plus tu auras du mal à trouver "où est la faille" en cas de problème ;) .

Et l'héritage public est la relation la plus forte qui puisse exister entre deux classes car c'est une relation que l'on qualifie volontiers de relation EST-UN au sens sémantique du terme (une Voiture EST-UN véhicule ;) ). C'est donc la relation que l'on n'utilise que lorsque l'on a vraiment besoin de profiter de son principal bienfait : la possibilité de faire passer un objet du type dérivé pour étant du type de base (cela s'appelle la substituabilité ;) ) et de son corrollaire les comportements polymorphes.

Mais, avant de décider de créer cette relation, il faut aussi s'assurer que le LSP (Liskov Substitution Principle ou, si tu préfères le Principe de Substitution de Liskov) sera respecté et que les règles de programmation par contrat sont respectées. Ces règles sont simples :
- les précondition du type de base ne peuvent pas être affaiblies dans le type dérivé
- les postconditons du type de bas ne peuvent pas etre renforcées dans le type dérivé
- les invariants du type de base doivent être respectés dans le type dérivé
C'est, pour te donner deux exemples concrèts, à cause de ces règles qu'une classe ListeTriée ne peut pas hériter d'une classe Liste (non triée) et inversement ou qu'une classe Carré ne peut pas hériter d'une classe Rectangle ni d'une classe Losange (et inversement), malgré ce que tu as appris en cours de géométrie élémentaire ;)

Citation:

3) Lorsque je définis mes constructeurs, que faut il utiliser entre reallocate et new lorsqu'il s'agit de créer de la mémoire pour un vecteur par exemple?

Sauf cas exceptionnel, ni l'un ni l'autre :la classe vector disponible dans l'espace de noms std par simple inclusion du fichier d'en-tête <vector> (ou la class array, si tu connais la taille du tableau à la compilation, dans le même espace de noms à laquelle tu as acces en C++11 grâce au fichier d'en-tete <array>) sont faite pour gérer les tableaux... c'est elles que tu dois utiliser ;)

Sauf cas exceptionnel, tu ne dois envisager le recours à l'allocation dynamique de la mémoire que pour les classes qui interviennent dans une hiérarchie de classes (on parle de classe ayant sémantique d'entité), et il y a systématiquement des précaution à prendre (les rendre non copiables et non affectables, utiliser des pointeurs intelligents, ...)

Citation:

ar ailleurs je m'arrache les cheveux sur une erreur de segmentation qui se produit lorsque je veux calculer le premier élément d'un vecteur solution d'un système tridiagonal, et même après avoir vérifié toutes les tailles je ne sais pas d'où ca vient. Apparemment le debug sur les dépassements de tableaux en c++ n'existe pas on m'a dit?? Si vous pouvez m'éclairer.. Je vous joints mon code en archive. La fonction source de l'erreur en question est MatrixTridiag::Solve dans spline.cxx.

Une erreur de segmentation est généralement le symbole que tu as transformé ta mémoire en choucroute (si, si, tu l'as passée à la rape :D )... La raison en est sans doute l'usage intensif des pointeurs que tu as fait ;)

Commence à faire du vrai C++ et non du "C with classes", use et abuse des possibilités offertes par la bibliothèque standard (essentiellement std::vector / std::array ), et tu te sentiras tout de suite beaucoup mieux ;) (et ton code itou :D )

Tiens je savais pas qu'on formait encore des jeunes au Fortran (de mon temps on était la première génération à ne plus faire de Fortran)
J'ai bien eu quelques codes Fortran entre les mains quand j'étais thesard, mais c'était soit pour les lier à du code C++ (à grand coup de extern) soit pour les porter en C++.

Pour l'héritage et la conception tu as eu d'excellent réponse plus haut, je rajouterais deux proverbes c'est en forgeant qu'on devient forgeron (donc en te plantant tu feras mieux la prochaine fois) mais aussi qu'il ne faut pas ré-inventer la roue, et qu'il y a pleins de choses dans la librairie standard, dans boost voire dans Qt et d'autres lib haut niveau.

Pour ton problème je vois un truc dans ton code
Code:

1 2 3 4 5 6 7 void MatrixTridiag::Solve(vecteur& x) { unsigned n = x.size(); vecteur y(n), w(n); y(0) = x(0);
vecteur c'est une classe où une fonction ? (Je crois que je connais la réponse, réfléchis y)
car y(0) = x(0) ca m'a pas l'air très orthodoxe.
Se pourrait-il que tu construise un vecteur y de taille zéro puis que tu le rende égal à un vecteur x de taille 0
Sans surprise tu aurais alors une Segfault

Au passage, le meilleur moyen de trouver une Segfault c'est d'utiliser un debugger, sous Linux, gdb est très bien mais un peu lourd,
au premier niveau ca marche comme ca
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $gdb monprog #WELCOME TO GDB #... # (gdb) set args argument de monprog (gdb) run #ici gdb va t'afficher tout ce qui se passe lorsque le programme tourne #Message d'erreur pour indiquer que le programme a planté (gdb) backtrace #Ici gdb va te dire où ca a planté
Il y a des tutos plus complets, mais ca devrait pas mal t'aider

Bonjour et un énorme merci pour vos explications, koala01. Merci aussi à vous _zzyx_.

Nous avons fait un TP pour se familiariser avec l'allocation dynamique, et nous avons crée une classe vecteur, où les données membres sont la taille (entier) et un pointeur vers les données (data). Nous sommes libres d'utiliser celle là ou la classe vector de la std. Voici nos constructeurs pour cette classe :
Code:

1 2 3 private : unsigned taille; // taille du vecteur double* data; // donnees
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 vecteur::vecteur() { taille = 0; data = NULL; } // vecteur de taille n vecteur::vecteur(unsigned n) { if (n == 0) { taille = 0; data = NULL; } else { taille = n; #ifdef DEBUG try { #endif data = new double[n]; #ifdef DEBUG } catch (...) { cout << "Impossible d'allouer le tableau" << endl; cout << "Taille demandee : " << n << endl; abort(); } #endif } }
Et voici ce que me donne gdb :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault. 0x00000000004014a5 in MatrixTridiag::Solve (this=0x7fffffffde70, x=...) at spline.cxx:112 112 x(i) = w(i) - alpha(i)*x(i+1); (gdb) backtrace #0 0x00000000004014a5 in MatrixTridiag::Solve (this=0x7fffffffde70, x=...) at spline.cxx:112 #1 0x0000000000401954 in main () at main.cc:40 (gdb)
Il doit y avoir une erreur de mémoire mais j'ai beau chercher, je ne vois pas d'où elle peut venir.

27/11/2014, 16h56
bacelar

Franchement, utilisez std::vector le plus vite possible. Vous gagnerez beaucoup de temps et de la longévité pour votre cuir chevelu. :aie:
27/11/2014, 17h08
lakers21

Je vais essayer d'utiliser std::vector partout alors!

Par ailleurs oui on fait encore du Fortran (même avec sa syntaxe archaique) car les grands groupes disposent encore de librairies fortran qui doivent être traduites en C++. Par ailleurs beaucoup de modules de logiciels de mécanique des fluides numériques sont écrits en Fortran.
28/11/2014, 10h33
_zzyx_

Citation:

112 x(i) = w(i) - alpha(i)*x(i+1);

Ca veut dire que ton code crashe a cet endroit.

Je te repose la question est-ce que x, w, et alpha sont des fonctions ?
Si non quel est le comportement de l'opérateur() appliqué à x, w, alpha ?

mon petit doigt me dit que tu confond () et [] (Sois c'est l'origine de l'erreur, soit c'est un choix dans l'écriture de ta classe qui est un peu missleading)

Citation:

Je vais essayer d'utiliser std::vector partout alors!

Il y a un principe de base c'est de ne pas ré-inventer la roue (sans avoir une bonne raison) donc ne te prive pas d'utiliser la librairie standard (tu auras besoins de std::vector, et surement de std::complex ) ca fait partie du langage et n'hésite pas à utiliser d'autres librairies dans ton cas tu auras surement besoin tôt ou tard d' Eigen et de biens d'autres

En général la librairie sera meilleure que le code que tu produiras, et si ce n'est pas le cas c'est l'occasion de produire un patch. Les raisons pour lesquelles tu n'utilises pas de librairies sont
- La licence (typiquement ne pas pouvoir lier de code GPL avec du code proprio)
- Un besoin spécifique qui fait qu'une librairie générale n'est pas optimisée pour ton besoin particulier
- Des doutes sur l'avenir de la lib à moyen terme.

Code:

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void MatrixTridiag::Solve(vecteur& x)
{
  unsigned N = x.size();
 
  for (unsigned i = 1; i < N; i++)
    x(i) = x(i) - alpha(i-1)*x(i-1);
 
  for (unsigned i = 0; i < N; i++)
    x(i) = x(i) / delta(i);
 
  for (unsigned i = N-2; i > 0 ; i--)
    x(i) = x(i) - alpha(i)*x(i+1);
 
  x(0) = x(0) - alpha(0)*x(1);
}

La fonction simplifiée où on utilise qu'un seul vecteur x. J'ai toujours la même erreur de mémoire au même endroit. Ici Solve est une fonction membre de ma classe MatrixTridiag. J'ai déclaré x en tant que vecteur, alpha est un vecteur qui est une donnée membre de ma classe MatrixTridiag.

Je vais conserver ma classe vecteur car nous sommes obligés d'écrire une fonction qui libère la mémoire utilisée par ces vecteurs, chose qui est apparemment compliquée à faire avec std::vector (ou automatique auquel cas ca n'apparaitrait pas dans mon projet)

Voici le .cxx non complet de ma classe vecteur. L'opérateur d'accès non constant et constant a bien été surchargé :

Code:

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// constructeur par defaut : vecteur vide
vecteur::vecteur()
{
  taille = 0;
  data = NULL;
}
 
// vecteur de taille n
vecteur::vecteur(unsigned n)
{
  if (n == 0)
    {
      taille = 0;
      data = NULL;
    }
  else
    {
      taille = n;
#ifdef DEBUG
      try
	{
#endif
 
	  data = new double[n];
 
#ifdef DEBUG
	}
      catch (...)
	{
	  cout << "Impossible d'allouer le tableau" << endl;
	  cout << "Taille demandee : " << n << endl;
	  abort();
	}
#endif
    }
}
 
 
// constructeur par copie
vecteur::vecteur(const vecteur& u)
{
  data = NULL;
  taille = 0;
 
  copy(u);
}
 
// destructeur
vecteur::~vecteur()
{
  if (data != NULL)
    {
      taille = 0;
      delete[] data;
      data = NULL;
    }
}
 
// on copie u
void vecteur::copy(const vecteur& u)
{
  unsigned n = u.size();
  reallocate(n);
 
  for (unsigned j = 0; j < u.size(); j++)
    data[j] = u.data[j];
}
 
// on change la taille du vecteur
// les elements precedents sont eventuellement perdus
void vecteur::reallocate(unsigned n)
{
  if (taille != n)      
    {
      clear();
 
      if (n > 0)
	{
#ifdef DEBUG
	  try
	    {
#endif
	      taille = n;
	      data = new double[n];
 
#ifdef DEBUG
	    }
	  catch (...)
	    {
	      cout << "Impossible d'allouer le tableau" << endl;
	      cout << "Taille demandee : " << n << endl;
	      abort();
	    }
#endif
	}	
    }
}
 
// on efface le vecteur
void vecteur::clear()
{
  this->~vecteur();
}
 
// on change la taille du vecteur
// les anciens elements sont conserves
void vecteur::resize(unsigned n)
{
  if (n != taille)
    {
      vecteur uold(*this);
      reallocate(n);
      for (unsigned i = 0; i < min(n, uold.size()); i++)
	data[i] = uold.data[i];        	
    }
}
 
// retourne la taille du vecteur  
unsigned vecteur::size() const
{
  return taille;
}
 
// operateur d'acces
double& vecteur::operator()(unsigned i)
{
#ifdef DEBUG
  if (i >= taille)
    {
      cout << "L'indice du tableau est en dehors des limites " << endl;
      cout << "i = " << i << endl;
      cout << "La taille du tableau vaut : " << taille << endl;
      abort();
    }
#endif
 
  return data[i];
}
 
// operateur d'acces constant
const double& vecteur::operator()(unsigned i) const
{
#ifdef DEBUG
  if (i >= taille)
    {
      cout << "L'indice du tableau est en dehors des limites " << endl;
      cout << "i = " << i << endl;
      cout << "La taille du tableau vaut : " << taille << endl;
      abort();
    }
#endif
 
  return data[i];
}

28/11/2014, 14h52
Bousk

x semble bien utilisé, mais on ne sait rien de alpha. :calim2:
Le debugger est ton ami et devrait t'en dire bien plus que nous sur ton problème.
28/11/2014, 16h17
bacelar

Supprimer tous ces "#ifdef DEBUG" et autre try/catch, qui ne servent qu'à empêcher de se servir efficacement du débuggeur.
Pour les 2 derniers, remplacer les par un appel à assert. http://www.cplusplus.com/reference/c...ert/?kw=assert
Pour les autres, tout à la poubelle car "moins de code => moins de bug".