Pętla while - przy większych wartościach zawiesza się

Question

Przerabiając kurs C++ staram się dodać coś od siebie do każdego programu, aby lepiej utrwalić informacje. Więc do początkowego programu podliczającego rozmnażanie bakterii dodałem możliwość wprowadzenia przez użytkownika danych:

1. Ile wynosi populacja bakterii na początku.

2. Jaką populację chcesz osiągnąć.

3. W jakich odstępach czasowych bakterie się rozmnażają

Po wprowadzeniu danych program przeprowadza symulację i podaje wynik (razem ze słownym podsumowaniem). Kod wygląda tak: 

#include <iostream>

using namespace std;

int warunek; int populacja; int czas=0; int czestotliwosc;
int main()
{
    cout << "Ponizszy program stanowi symulacje rozmnazania bakterii. Bakterie rozmnazaja sie co jedna godzine." << endl;
    cout << "Podaj poczatkowa populacje bakterii:" ;
    cin >> populacja ;
    cout << "Ile bakterii chcesz aby populacja osiagnela:" ;
    cin >> warunek ;
    cout << "Jak czesto Twoje bakterie sie rozmnazaja (podaj w sekundach):" ;
    cin >> czestotliwosc;

    while (populacja<=warunek)
    {
    czas = czas+czestotliwosc ;
    populacja = populacja*2 ;
    cout << "Minelo " << czas << " sekund. Populacja bakterii wynosi: " << populacja << "." << endl;
    }
    cout << "Bakterie osiagna zadana przez Ciebie populacje po " << czas << " sekundach." << endl;
    return 0;
}

Program działa tak jak powinien, do momentu w którym podaje jakieś ogromne wartości (np populacja>10mld) i wtedy się zawiesza.Wyświetla wartości ujemne a potem pętla leci w nieskończoność z wynikiem 0. Zastanawiam się czy nie chodzi po prostu o możliwości obliczeniowe komputera, ale z drugiej strony podejrzane wydaje mi się żeby komputer nie poradził sobie z działaniem 1mld*1mld. Jeśli to wina kodu to dajcie proszę znać co mogę poprawić.

 

Comments

https://pl.wikipedia.org/wiki/Liczba_ca%C5%82kowita_(typ_danych)

każdy pojemnik ma swoja objętość (tu długość)

Przyszła mi do głowy taka analogia, że jak chcesz zrobić 1 L w szklance na stole, to niema siły by nie rozlać. O ile ze stołu można pozbierać (przestrzeń twojego programu), ale nikt tego nie robi. To jak poleci dalej to zniszczy dywan (dane twojego kompa).

Answer 1

Witam,

wydaje mi się że typ int nie poradzi sobie z tak dużymi danymi. 10^9 * 10^9 = 10^18 to dużo więcej niż może obsłużyć typ int. Tutaj możesz zobaczyć jaką wartość może przechować int dla Twojego kompilatora

https://www.oreilly.com/library/view/c-cookbook/0596007612/ch03s08.html

Przykład Windows XP using Visual C++ 7.1:

short: min: -32768 max: 32767 int: min: -2147483648 max: 2147483647 long: min: -2147483648 max: 2147483647 float: min: 1.17549e-038 max: 3.40282e+038 double: min: 2.22507e-308 max: 1.79769e+308 long double: min: 2.22507e-308 max: 1.79769e+308 unsigned short: min: 0 max: 65535 unsigned int: min: 0 max: 4294967295 unsigned long: ...

Polecam zwiększyć typ tak aby można było obsłużyć chcianą wartość np. float czy double. Tu możesz zobaczyć przykładowe wartości zakresów

https://www.tutorialspoint.com/cplusplus/cpp_data_types.htm

Comments

Ok, rozumiem. A czy używanie typów np. float czy innych obsługujących większe wartości wiąże się z jakimiś konsekwencjami? Np. dłuższy czas wykonywania operacji itd.?

---

Tak, w linku tutorialspoint jest tabela z typami danych oraz ich wielkością w bajtach( Typical Bit Width ). Typy z możliwą większą dokładnością bądź wielkością mają naturalnie zwiększoną szerokość aby móc to przechować. Oczywiście wpływa to na czas wykonania operacji oraz rozmiar programu ale jest to na tyle mała że nie powinieneś się tym przejmować. Przy stosowaniu takich typów powinieneś rozróżnić 3 rodzaje: przy potrzebie przechowania liczb całkowitych stosuj int(z short bądź long wedle potrzeby), przy liczby ułamkowych stosuj float natomiast jeśli się liczy wielkość oraz dokładność to używaj typu double, który może być wykorzystywany do obliczenie fizyki kwantowej gdzie wielkości są bardzo małe bądź w astronomii gdzie należy przechowywać bardzo duże wartości.

Answer 2

Na zmienną sterującą dla tak dużych wartości powinieneś używać typu danych całkowitych int64. Float nie będzie dobrze działał jako licznik pętli.