二维数组各列最大值求解及求和代码故障排查

我需要实现找出N×N二维浮点数组中每列的最大值，并计算这些最大值的总和。编写C++代码后，初始化数组并打印输出，再求解各列最大值，但部分测试用例运行异常：

测试用例1（运行正常） #

---

[5.7 ; 4.2 ; 5.8;]
[654.87; 5.86; 3.76;]
[8.54; 7.54; 8.4;] #

第1列最大值 = A[2,1] = 654.87;
第2列最大值 = A[3,2] = 7.54;
第3列最大值 = A[3,3] = 8.4;

测试用例2（运行异常） #

---

[4.6 ; 2.65 ; 76.3;]
[65.64; 7.32; 76.2;]
[654.8; 1.6; 5.7;] #

第1列最大值 = A[3,1] = 654.8;
第2列最大值 = A[3,2] = 7.32;
第3列最大值 = A[3,3] = 5.7;

需要排查的代码如下：

#include<iostream>
#include<conio.h>

int main(void)
{
system("cls");
int N;
int suma = 0;
A:
std::cout<<"Write array size N x N : ";
std::cin>>N;
if(N>10 || N<=1)
    {
system("cls");
std::cout<<"N must be <= 10 and > 1;"<<std::endl;
goto A;
    }
float **A = new float *[N];
for(int i = 0; i < N; i++)
{
    A[i] = new float [N];
    for(int j = 0; j < N; j++)
    {
    std::cout<<"A["<<i+1<<"][";
    std::cout<<j+1<<"] = ";
    std::cin>>(*(*(A+i)+j));
    }
}
system("cls");
for(int i = 0; i < N; i++)
{
    for(int j = 0; j < N; j++)
    {
if(j<N-1)
    {
std::cout<<"A["<<i+1<<"]["<<j+1<<"] = "<<*(*(A+i)+j);
std::cout<<"; ";
    }
    else
        {
std::cout<<"A["<<i+1<<"]["<<j+1<<"] = "<<*(*(A+i)+j);
std::cout<<";"<<std::endl;
        }
    }
}
float *max = new float [N];
std::cout<<"------------------------------------";
std::cout<<std::endl;
for(int i = 0; i < N - (N - 1); i++)
{
    for(int j = 0; j < N; j++)
    {
        *(max+j) = *(*(A+i)+j);
    }
}
for(int i = 0; i < N; i++)
{
    for(int j = 0; j < N; j++)
    {
        if( (*(max+i)) < (*(*(A+j))+i) &&
        (*(max+i)) != ((*(*(A+j)))+i) )
        {
            *(max+i) = *(*(A+j)+i);
        }
    }
}
for(int i = 0; i < N; i++)
{
    for(int j = 0; j < N; j++)
    {
        if( (*(*(A+j)+i)) == (*(max+i)) )
        {
            std::cout<<"Max value of "<<i+1;
            std::cout<<" column = ";
            std::cout<<"A["<<j+1<<"]["<<i+1;
            std::cout<<"] = "<<(*(max+i));
            std::cout<<std::endl;
        }
    }
    suma+=(*(max+i));
}
std::cout<<"Sum of largest value = "<<suma;
_getch();
}

代码问题分析 #

1. 最大值数组初始化逻辑错误
   初始化max数组的循环条件i < N - (N - 1)等价于i < 1，只会将数组第一行的元素赋值给max，但正确逻辑应该是对每一列，先把该列的第一个元素作为初始最大值。

2. 数组元素访问语法错误
   比较逻辑中的*(*(A+j))+i是错误写法，它会取A[j][0]的值再加i，而非访问A[j][i]，正确写法应为*(*(A+j)+i)或更易读的A[j][i]。

3. 冗余且错误的条件判断
   比较条件中的(*(max+i)) != ((*(*(A+j)))+i)完全多余，且因语法错误导致逻辑混乱，找最大值只需判断当前元素是否大于记录的最大值即可。

4. 重复输出问题
   输出最大值时会遍历列中所有元素，只要等于最大值就输出，若列中有多个相同最大值会重复输出，不符合需求。

5. 变量类型错误
   suma被定义为int类型，但存储的是浮点型总和，会导致精度丢失，应改为float或double。

6. 内存泄漏
   代码中用new分配了二维数组A和一维数组max，但无对应的delete操作，会造成内存泄漏。

修正后的代码 #

#include<iostream>
#include<conio.h>

int main(void)
{
    system("cls");
    int N;
    float suma = 0; // 修正为浮点型，避免精度丢失
    A:
    std::cout<<"输入数组大小 N x N : ";
    std::cin>>N;
    if(N>10 || N<=1)
    {
        system("cls");
        std::cout<<"N 必须满足 <=10 且 >1;"<<std::endl;
        goto A;
    }
    // 分配二维数组
    float **A = new float *[N];
    for(int i = 0; i < N; i++)
    {
        A[i] = new float [N];
        for(int j = 0; j < N; j++)
        {
            std::cout<<"A["<<i+1<<"]["<<j+1<<"] = ";
            std::cin>>A[i][j]; // 使用下标访问，提升可读性
        }
    }
    system("cls");
    // 打印数组
    for(int i = 0; i < N; i++)
    {
        for(int j = 0; j < N; j++)
        {
            std::cout<<"A["<<i+1<<"]["<<j+1<<"] = "<<A[i][j];
            j < N-1 ? std::cout<<"; " : std::cout<<";"<<std::endl;
        }
    }
    float *max = new float [N];
    std::cout<<"------------------------------------"<<std::endl;
    // 初始化每列最大值为该列第一个元素
    for(int i = 0; i < N; i++)
    {
        max[i] = A[0][i];
    }
    // 遍历每一列找最大值
    for(int col = 0; col < N; col++)
    {
        for(int row = 1; row < N; row++)
        {
            if(max[col] < A[row][col])
            {
                max[col] = A[row][col];
            }
        }
    }
    // 输出每列最大值并计算总和
    for(int col = 0; col < N; col++)
    {
        // 找到最大值所在的第一行
        int rowIndex = 0;
        for(int row = 0; row < N; row++)
        {
            if(A[row][col] == max[col])
            {
                rowIndex = row;
                break;
            }
        }
        std::cout<<"第"<<col+1<<"列最大值 = A["<<rowIndex+1<<"]["<<col+1<<"] = "<<max[col]<<";"<<std::endl;
        suma += max[col];
    }
    std::cout<<"最大值总和 = "<<suma<<std::endl;
    // 释放内存，避免泄漏
    for(int i = 0; i < N; i++)
    {
        delete[] A[i];
    }
    delete[] A;
    delete[] max;
    _getch();
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Speak Dony