为何__builtin_ctz及STL方法在CodeChef MAX2题中失效？

CodeChef的MAX2题目要求统计二进制字符串从末尾开始到第一个'1'为止的0的数量。以下三种解法中，循环统计能得到正确答案，但使用__builtin_ctz和find_last_of的方法在OJ上返回错误，本地测试用例结果一致，现分析错误原因：

正确的循环代码 #

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    long int N;
    cin >> N;
    string s;
    cin >> s;
    int count = 0;

    for (long int i = s.size()-1; i>=0; i--)
    {
        if (s[i] =='0')
            count++;
        if (s[i] == '1')
            break;
    }
    cout << count<<endl;
    return 0;
}

使用__builtin_ctz的错误代码 #

#include <iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
#include<bits/stdc++.h>

int main() {
    long int N;
    cin >> N;
    char s[N+1];
    cin >> s;
    string p =s;
    long int num = strtol(s,NULL,2); 
    cout<<__builtin_ctz(num)<<endl;
    
    return 0;
}

使用find_last_of的错误代码 #

#include <iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
#include<bits/stdc++.h>

int main() {
    long int N;
    cin >> N;
    char s[N+1];
    cin >> s;
    string p =s;
    long int num = strtol(s,NULL,2);

    if (num%2 == 1) { cout<<"0\n"; }
    else
    {
        cout<<p.size()-p.find_last_of('1')-1<<endl;
    }
    return 0;
}

错误原因分析 #

1. __builtin_ctz解法的问题 #

• 数值溢出：题目中二进制字符串的长度N可能远超过long int的位数（如32位或64位），strtol无法将超长二进制字符串正确转换为long int，会导致溢出得到错误数值，__builtin_ctz基于错误数值计算，结果自然不正确。
• 未定义行为：当输入字符串全为'0'时，num的值为0，而__builtin_ctz(0)的行为是未定义的，不同编译器会返回不可预料的结果，OJ测试用例包含这类情况时会出错。

2. find_last_of解法的问题 #

• 全0字符串处理错误：当输入字符串全为'0'时，p.find_last_of('1')返回string::npos（无符号整数最大值），此时计算p.size() - string::npos -1会因无符号整数溢出得到极大错误值，而非正确结果。
• 溢出导致判断错误：同样存在strtol转换超长字符串溢出的问题，num的值错误，导致num%2 ==1的判断逻辑失效，进而影响后续计算。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Naman Gupta