C++ 使用斐波那契數列進行遞歸和異常處理

Question

該程序似乎適用於使用遞歸和異常處理的斐波那契數列。 （是的，我想用遞歸來做，我知道我可以使用循環）。

如果下一個結果長時間超出范圍，則應該拋出錯誤。 如果我輸入大多數數字，它會起作用，但如果我輸入數字 91，它會顯示一個否定結果而不打印錯誤消息。 如果我輸入 89, 90, 92, 93, ... 效果很好。

為什么是91？

91的Output：

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946 17711 28657 46368 75025 121393 196418 317811 514229 832040 1346269 2178309 3524578 5702887 9227465 14930352 24157817 39088169 63245986 102334155 165580141 267914296 433494437 701408733 1134903170 1836311903 2971215073 4807526976 7778742049 12586269025 20365011074 32951280099 53316291173 86267571272 139583862445 225851433717 365435296162 591286729879 956722026041 1548008755920 2504730781961 4052739537881 6557470319842 10610209857723 17167680177565 27777890035288 44945570212853 72723460248141 117669030460994 190392490709135 308061521170129 498454011879264 806515533049393 1304969544928657 2111485077978050 3416454622906707 5527939700884757 8944394323791464 14472334024676221 23416728348467685 37889062373143906 61305790721611591 99194853094755497 160500643816367088 259695496911122585 420196140727489673 679891637638612258 1100087778366101931 1779979416004714189 2880067194370816120 4660046610375530309 -6246583658587674878

CPP計划：

#include <iostream>

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;
using std::cerr;

#include <stdexcept>
using std::out_of_range;

#include <climits>

class OUTofRage : public out_of_range
{
   public:
      OUTofRage()
          : out_of_range("Out Of Range\n") {}
} ;

long long fibonacci(long long target, long long numberOne, long long numberTwo);

int main() {
    long long fiboSub;
    cout << "--fibonacci Sequencer--\n" << endl;

    cout << "Which place in the fibonacci sequence do you want to reach (F(n))?\n";
    cout << "n> ";
    cin >> fiboSub;
    
    cout << endl << fibonacci(fiboSub, 0, 1) << endl << endl;
    return 0;
}

long long fibonacci(long long target, long long numberOne, long long numberTwo) {
    cout << numberOne << " ";

    if(target < 0) {
        throw OUTofRage();
    } else if(target == 0) {
        return numberOne + numberTwo;
    } else {
        try {
            if((numberOne + numberTwo) < 0) {
                throw OUTofRage();
            } else {
                fibonacci(target-1, numberTwo, numberOne + numberTwo);
            }
        }
        catch (const out_of_range& O_O_R) {
            cerr << endl << "\nError: " << O_O_R.what() << '\n';
            exit (EXIT_FAILURE);
        }
    }
}

Answer 1

這行代碼無效：

if((numberOne + numberTwo) < 0)

per 簽名的 integer 溢出在 C++ 中仍然存在未定義的行為嗎？ 您依賴於未定義的行為，這是一個錯誤。 您可以將您的條件替換為：

if( std::numeric_limits<long long>::max() - numberOne < numberTwo ) 

或更通用：

if( std::numeric_limits<decltype(numberOne)>::max() - numberOne < numberTwo ) 

它不會溢出，會給你可預測的結果。 為此，如果不先檢查溢出，您也不能保持此條件不變：

if(target == 0) {
    return numberOne + numberTwo;

因為它依賴於同樣的問題。 因此，您的 function 可能如下所示：

long long fibonacci(long long target, long long numberOne, long long numberTwo)
{
    // check for overflow first
    if(std::numeric_limits<decltype(numberOne)>::max() - numberOne < numberTwo) 
         throw OUTofRage();

    if(target == 0) 
        return numberOne + numberTwo;
        
    return fibonacci(target-1, numberTwo, numberOne + numberTwo);
}

活生生的例子

PS在這一行：

            fibonacci(target-1, numberTwo, numberOne + numberTwo);

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