結果不一致（C）？

Question

在這個程序中，我編寫了幾個公式和一個公式，但我得到的結果並不一致，儘管每次運行都是相同的代碼和輸入。有問題的功能是「WqFormula」。在一些運行中，我得到了正確的結果是0.041667，而在其他運行中，我得到了0.000000。我正在使用GCC 4.6.3在Ubuntu（64位）上進行編譯。另一件事是我試着編譯並使用GCC 4.4.6在電腦上運行它，它給了我每一個公式完全不同的結果。繼承人的代碼：

float PoFormula(float, float, int); 
float LFormula(float, float, int); 
float WFormula(float, float, int); 
float LqFormula(float, float, int); 
float WqFormula(float, float, int); 


int main() 
{ 
    int n, m; //# of arrivals, # of service channels 
    float mu, lambda; //avg serviced, arrivals in time period 
    printf("lambda (l) = "); 
    scanf ("%f", &lambda); 
    printf("mu (m) = "); 
    scanf ("%f", &mu); 
    printf("m (M) = "); 
    scanf("%i", &m); 
    float test, test2, test3, test4, test5; 
    test = PoFormula(lambda, mu, m); 
    printf("PoFormula is %f\n", test); 
    test2 = LFormula(lambda, mu, m); 
    printf("LFormula is %f\n", test2); 
    test3 = WFormula(lambda, mu, m); 
    printf("WFormula is %f\n", test3); 
    test4 = LqFormula(lambda, mu, m); 
    printf("LqFormula is %f\n", test4); 
    test5 = WqFormula(lambda, mu, m); 
    printf("WqFormula is %f\n", test5); 
    return; 
} 

float PoFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float summation, factorial = 1; 
    int i, j; 
    for (i=0; i < (m); i++) 
    { 
     for (j=1; j < (i+1); j++) factorial *= j; 
     factorial = 1/factorial; 
     factorial = factorial * pow ((lambda/mu), i); 
     summation += factorial; 
    } 
    factorial = 1; 
    for (j=1; j < (m+1); j++) factorial *= j; 
    factorial = 1/factorial; 
    factorial = factorial * pow ((lambda/mu), m); 
    factorial = factorial * ((m*mu)/((m*mu) - lambda)); 
    factorial += summation; 
    factorial = 1/factorial; 
    return factorial; 
} 

float LFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float factorial = 1, po; 
    int j; 
    po = PoFormula(lambda, mu, m); 
    for (j=1; j < (m); j++) factorial *= j; 
    factorial *= pow(((m*mu) - lambda), 2); 
    factorial = (((lambda*mu)*(pow((lambda/mu),m)))/factorial) * po; 
    factorial += (lambda/mu); 
    return factorial; 
} 

float WFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float factorial = LFormula(lambda, mu, m); 
    factorial /= lambda; 
    return factorial; 
} 

float LqFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float factorial = LFormula(lambda, mu, m); 
    factorial -= (lambda/mu); 
    return factorial; 
} 

float WqFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float factorial = LqFormula(lambda, mu, m); 
    factorial /= lambda; 
    return factorial; 
} 

應該怎樣打印每次是這樣的：

PoFormula是0.500000

LFormula是0.750000

WFormula是0.375000

LqFormula是0.083333

WqFormula是0.041667

如果需要，我很樂意提供更多信息。

Answer 1

以下函數使用summation，而不對其進行初始化：

float PoFormula(float lambda, float mu, int m) 
{ 
    float summation, factorial = 1; 
    for (i=0; i < (m); i++) 
    { 
    // .... 
    summation += factorial; 
    } 

所以你不能指望這個功能的任何結果纔有意義。

你的編譯器可以警告你這樣的問題，如果你要求它（和你真的應該！）：

對於GCC，與-Wall -Wextra編譯（個人而言，我也用-pedantic，情況因人而異），以獲得儘可能儘可能多的警告。但是，在這種特殊情況下，GCC似乎對這個問題一無所知，直到您使用-O的enable optimization。

您可以立即停止閱讀，只需在編譯時使用-Wall -Wextra -O即可解決此問題。

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GCC的未初始化的變量分析，有兩種不同的檢查 - 「絕對使用未初始化」和「可能使用未初始化」。分析作品不同，這取決於優化是否啓用：

• 如果優化是關閉（-O0，默認值），編譯器進行一次分析同時通過檢查。
• 如果優化處於打開狀態，編譯器會執行兩遍 - 第一遍只執行「絕對未初始化」檢查，第二遍執行優化後（因爲優化可能會改變控制流）並執行兩個檢查。

我沒有與海合會內部足夠的熟悉，看看會發生什麼藏在你的代碼這個問題，但我把它降低到this test case，如果有人想進行深入分析。如果展開循環，即使沒有-O也會得到警告，因此循環展開優化可能與它有關。

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如果使用MSVC，編譯/W4獲得最大的警告。 MSVC將此未初始化的變量報告爲默認警告級別的問題，無論是否使用優化。