如何修复largeIntegers大整数类重载+运算符出现的段错误问题

问题原因 #

• 核心触发段错误的问题：operator+重载函数返回了局部对象的引用。函数内定义的temp是栈上的局部变量，函数执行结束后对应的栈内存会被系统回收，返回的引用会变成悬垂引用，后续执行num3 = num1 + num2时访问已经被释放的非法内存，直接触发段错误。
• 不符合题目要求的问题：你没有按照题目要求重载赋值运算符operator=，当前使用编译器默认生成的浅拷贝逻辑，虽然类内的固定大小栈数组暂时不会触发问题，但如果后续调整为动态存储结构会直接出错，也不符合题目设计要求。
• 功能不完善问题：当前加法逻辑仅支持两个正整数相加，没有处理符号判断，无法支持负数运算，但该问题不会触发段错误。

修复方案 #

1. 修改加法运算符的返回值类型 #

将operator+的返回值从引用类型改为值类型，直接返回局部对象即可，不要返回引用：

// 类内声明修改为
largeIntegers operator+(largeIntegers &);
// 类外实现修改为
largeIntegers largeIntegers::operator+(largeIntegers &integer) {
  largeIntegers temp;
  temp.isPositive = isPositive;
  int remainder = 0;
  int digi = max(digits, integer.digits);
  temp.digits = digi;
  for (int i = 0; i < digi; i++) {
    temp.num[i] = (remainder + num[i] + integer.num[i]) % 10;
    remainder = (remainder + num[i] + integer.num[i]) / 10;
  }
  // 增加边界判断，防止超过100位数组越界
  if (remainder && digi < 100) {
    temp.num[digi] = remainder;
    temp.digits++;
  }
  return temp;
}

2. 补充重载赋值运算符 #

按照题目要求实现深拷贝赋值逻辑：

// 类内添加声明
largeIntegers& operator=(const largeIntegers &);
// 类外实现
largeIntegers& largeIntegers::operator=(const largeIntegers &other) {
  if (this == &other) return *this;
  digits = other.digits;
  isPositive = other.isPositive;
  memset(num, 0, sizeof(num));
  for (int i = 0; i < digits; i++) {
    num[i] = other.num[i];
  }
  return *this;
}

可选功能补充 #

如果需要支持正负整数的加减运算，只需要在operator+和后续实现的operator-中先判断两个操作数的符号，转换为对应的加法或绝对值减法逻辑，再设置结果的符号即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Parminder Singh