Как найти причину недетерминизма программы?

Question

[Dyikot]

Есть программа для рассчета физических задач. Назовем ее - решатель. Она написана на C/C++ давно не мной. Программа в качестве аргумента принимает путь до файла определенного формата в бинарном виде который содержит необходимые данные для рассчета. После рассчета результаты сохраняет в тот же файл.
Я делаю тесты на python. Запускаю решатель, жду результата и потом извлекаю их и сравниваю с аналитическим решением. Допустимая погрешность 5%. По непонятным причинам результаты могут быть другими. Например в среднем 1 из 20 рассчетов (вызовов программы) результаты получаются такими что погрешность уже становится например 8%, а обычно она в пределах и для разных задач разная и пусть будет 2%. Т.е тест будет провальным, причем это случается не со всеми задачами. Также вот еще пример - мне нужно поссчитать предел величин из рассчетов нескольких вызовов (задача одна, но начальные условия разные) и мне нужны результаты нескольких тестов и я по очереди их запускаю. Пусть их будет 16. Как их запускаю и случайная задача вылетает с ошибкой,т.е и return code не равен 0, полагаю это исключение. И так может происходит если я запускаю их подрят. Если запускать их по отдельности, но все хорошо и исключений нет. У меня доступ к исходному коду. Я его собрал в Debug моде и при таком использывании проблем нет, по крайнем мере не вылетаю исключения.

Comments

[historydev]

Интересно ты придумал: "у меня есть чёрный ящик с ub" - как найти причину ub?
- На что можно рассчитывать с такими вводными, как считаешь?

[res2001]

По непонятным причинам результаты могут быть другими.

Если имеются ввиду разные результаты по одним и тем же входным данным, то да, есть проблема.
Если же входные данные разные, то вполне вероятно ожидать и разных результатов. По моему так? Не дурно было бы просчитать результаты другим способом, чтоб знать результат наверняка и уже сравнивать с ним, как с эталоном.

То что программа в Debug и Release сборке ведет себя по разному - свидетельствует об ошибках. Скорее всего где-то выход за границу буфера с порчей соседних переменных. Довольно часто встречающаяся ошибка.
Часто компиляторы в Debug сборках добавляют паддинги вокруг переменных для собственных целей, они могут предотвращать порчу соседних переменных.
Погоняйте под valgrindом или другим анализатором. Но это может и не дать результата, тогда только анализ кода поможет.

[Dyikot]

res2001, Каждый раз одни данные

[res2001]

Dyikot, Тем хуже.
Предположение с выходом за границу буфера в силе.
Вероятен еще вариант не порчи соседних переменных, а чтения чужих или мусорных данных за границей буфера и использования их в расчете. Это могло бы объяснить разные результаты по одним входным данным, т.к. "мусор" - может быть все время разный.
Например стековая переменная вы выходите за границу переменной и читаете какую-то область на стеке - т.к. стек выделен весь, то SIGFAULT не будет - можно и читать и писать. Только что в итоге получится - не предсказуемо. Ну вот и у вас как-то так получается. Такая же ситуация может быть и с динамической памятью и со статической.

[alexalexes]

Чтобы прога перестала быть черным ящиком, делайте построчное логирование действий программы, и записывайте лог в файл, а лучше в СУБД - там отдельные шаги проще сопоставлять.
Что должно логироваться в рамках одного запуска:
ID запущенного процесса - случайное число, или взять реальный идентификатор процесса.
Время запуска.
Последовательность шагов: Id шага, время в мс от момента запуска, комментарий шага, название и значение параметров.
Исключения при возникновении ошибки: время в мс от момента запуска, тип исключения, сообщение об ошибке, название и значение параметров.

Если правильно организовать логирование, то можно сравнивать одинаковые шаги в разных запусках, видеть однотипные ошибки. По параметрам воспроизводить ситуацию в любом участке кода.

[Dyikot]

alexalexes, Проблема которая я щас хочу понять после тестов возникает и на одном потоке и не вызывает исключений. В ней есть логи. Которые и показывают например что итераций больше чем нужно, но почему еще не разобрался.

[Skirikikaka]

Скорее всего какие-то данные меняются

Answer 1

[rPman]

С высокой вероятностью, если в release есть исключения, а в debug нет - значит есть выход за границы размеров массивов и объектов.. очевидно что алгоритм реализован с ошибкой и значит точно считает неправильно (разные запуски будут разные результаты, в зависимости от мусора в памяти).

Если нет, то нужно понимать алгоритм, если в нем нет использования rnd, rand или time (тупо поиском подстроки по исходнику) то либо алгоритм берет еще какие то данные (из других мест) либо... ну к примеру unordered_map/set при итерации не гарантируют сохранение порядка, замени на просто map, еще сортировка со своим компаратором может давать недетерменированный результат для одинаковых элементов (но это не в пределах одного бинарника, а между разными реализациями sort в разных компиляторах), еще есть многопоточность, если от порядка исполнения что то зависит, то результат будет недетерменирован.

Comments

[Dyikot]

там... используются только указатели, простые типы(даже структур нет) и функции и все.

[GavriKos]

ТОж ставлю на многопоточность. Ну еще float может страдать фигней, но вроде в рамках одного компа и одного бинарника не должно быть отличий.

[rPman]

используются только указатели

лучший способ наступить на грабли - это работать с указателями и вручную считать смещения, всеми силами заменяйте на std:array а работу x[y] на x.at(y) оно будет исключение ронять.

так же у компиляторов есть sanitizer (clang/gcc) и какой то аналог у msvc, которые позволяют уронить приложение с сообщением об ошибке сразу а не когда-нибудь потом

сам по себе режим debug не дает защиты от багов, просто другой расклад по памяти и чаще 'везет' что запись и чтение не туда ничего не ломает (может там нули вместо мусора,а это чаще стабильнее вычисления дают.. конечно не тоже правильное).

p.s. елки палки, 2026 год, скорми код нейронке, снабди в промпте максимально полной информацией что тут происходит, об алгоритме (хотя бы обощее описание) и попроси проанализировать код, дать советы по ключам компилятора для поимке бага,.. мир уже другой, такие вещи, особенно когда с чужим говнокодом разбираешься, могут очень время сэкономить. Тебе же не нужно ПИСАТЬ код, только анализ, это не паноцея, да и открытые модели (если код под NDA, осторожно, не кидайте его облачным моделям) не такие крутые, но почему нет...

рекомендую qwen3-coder-30b-a3b, оно даже на чисто cpu неплохо работает (хватит 32gb ram),.. неделю назад вышел qwen3-coder-next на 80B так же a3b, вроде он еще лучше (хотя в openhands ai агенте у меня на генерации json без structured outputs давал сбои случайные), всего то поставить lmstudio/ollama, скачать и проверить, делов на час
upd. еще есть glm4.7flash она внезапно рядом с топами по кодингу, те же 30b-a3b

[schulzr]

Проверьте , что у вас нет ключей hash/map - указателей. Очень частая причина проблем.

[Dyikot]

schulzr, там нету hash/map

[Dyikot]

rPman, Попробывал на одном потоке запустить и включал AddressSanitizer, и инициализировал все не иницилиализированные переменные. И скидывал пару функции для анализа ИИ, но все безуспешно :(

Answer 2

[kovserg]

"Она написана на C/C++ давно не мной" -> врядли она многопоточна или использует opencl / cuda.
"Если запускать их по отдельности, но все хорошо" -> А ваша чудо программа создаёт временные файлы? Как вариант попробывать запускать разные копии программы в разных директориях.
"Я его собрал в Debug моде и при таком использывании проблем нет" -> в коде UB, прогнать анализатор и valgrind
"Как найти причину недетерминизма программы?" как обычно логированием этапов вычисления. Можно даже не самих данных а значения их hash значения (для уменльшения логов) и пологам искать место возникновения отклонений. После локализации смотреть причины.

Answer 3

[maaGames]

У дебаг данные инициализируются нулём, у релиз остаётся мусор. Убедись, что всё инициализируешь. Можно настройки компилятора поменять, чтобы была рантайм ошибка при использовании явно неинициализированных переменных, причём в дебаге.

Answer 4

[Phisist]

может float поменять на double, если есть?