为什么 string::compare 返回一个 int？

Question

为什么 string::compare 返回 int 而不是像 short 或 char 这样的较小类型？我的理解是这个方法只返回-1、0或1。

第二部分，如果我要设计一个比较方法来比较Foo 类型的两个对象并且我只想返回-1、0 或1，那么使用short 或char 通常是个好主意?

编辑：我已得到更正，string::compare 不返回 -1、0 或 1，它实际上返回值 >0、

似乎答案是粗略的，没有理由返回小于 int 的类型，因为返回值是“右值”，而那些“右值”不会从小于 int 类型（4 字节）中受益.此外，许多人指出，大多数系统的寄存器可能会是int 的大小，因为无论你给它们一个 1、2 还是 4 字节值，这些寄存器都会被填充，没有真正的优势返回一个较小的值。

编辑 2：事实上，当使用较小的数据类型（如对齐、屏蔽等）时，看起来可能会有额外的处理开销。普遍的共识是，存在较小的数据类型是为了在处理大量数据时节省内存，就像数组的情况一样。

今天学到了一些东西，再次感谢大家！

Answer 1

首先，规范是它将返回一个值 less 大于、等于或大于0，不一定是-1 或1。 其次，返回值是右值，服从积分 促销，所以退回任何较小的东西是没有意义的。

在 C++ 中（就像在 C 中一样），每个表达式要么是一个右值，要么是一个 左值。从历史上看，这些术语指的是左值 出现在分配的左侧，其中右值只能 出现在右侧。今天，一个简单的近似 非类类型是左值在内存中具有地址， 右值没有。因此，您不能获取右值的地址， 和 cv 限定符（条件“访问”）不适用。在 C++ 术语，没有类类型的右值是纯的 值，而不是对象。函数的返回值是 右值，除非它具有引用类型。 （非类类型 fit in a register 几乎总是在寄存器中返回， 例如，而不是在内存中。）

对于类类型，问题有点复杂，因为 事实上，您可以在右值上调用成员函数。这 意味着右值实际上必须有地址，对于this 指针，并且可以是 cv 限定的，因为 cv 限定 在过载解决中发挥作用。最后，C++11 介绍了 几个新的区别，以支持右值引用； 这些也主要适用于类类型。

整数提升是指当整数类型 小于int 在表达式中用作右值，在 大多数情况下，它们将被提升为int。所以即使 我有一个声明为short a, b; 的变量，在表达式a + b 中，在添加之前a 和b 都被提升为int 发生。同样，如果我写a < 0，则比较完成 在a 的值上，转换为int。在实践中，有 很少有这种情况会产生影响，至少在 2 对整数算术换行的机器进行补码（即 今天，除了极少数的外来物种——我认为 Unisys 大型机是唯一的例外）。尽管如此，即使在 更常见的机器：

short a = 1;
std::cout << sizeof( a ) << std::endl;
std::cout << sizeof( a + 0 ) << std::endl;

应该给出不同的结果：第一个相当于 sizeof( short )，第二个sizeof( int )（因为 积分提升）。

这两个问题在形式上是正交的；右值和左值 与积分促销无关。 除了... 积分提升仅适用于右值，并且大多数（但不是 所有）您将使用右值的情况将导致 整体推广。因为这个原因，真的没有理由 返回小于int 的数值。 甚至有一个很好的理由不退货 一种字符类型。重载的运算符，如<<，经常表现 字符类型不同，所以你只想返回 字符作为字符类型。 （你可以比较 区别：

char f() { return 'a'; }
std::cout << f() << std::endl;      //  displays "a"
std::cout << f() + 0 << std::endl;  //  displays "97" on my machine

不同的是，在第二种情况下，加法有 导致发生积分提升，从而导致不同的 << 的重载将被选择。

Answer 2

故意不返回 -1、0 或 1。

它允许（注意这不适用于字符串，但它同样适用于字符串）

int compare(int *a, int *b)
{
   return *a - *b;
}

这比：

int compare(int *a, int *b)
{
   if (*a == *b) return 0;
   if (*a > *b) return 1;
   return -1;
}

如果您必须返回 -1、0 或 1，这就是您必须做的 [或类似的事情]。

它也适用于更复杂的类型：

class Date
{
    int year;
    int month;
    int day;
}

int compare(const Date &a, const Date &b)
{
   if (a.year != b.year) return a.year - b.year;
   if (a.month != b.month) return a.month - b.month;
   return a.day - b.day;
}

在字符串的情况下，我们可以这样做：

int compare(const std::string& a, const std::string& b)
{
   int len = min(a.length(), b.length());

   for(int i = 0; i < len; i++)
   {
      if (a[i] != b[i]) return a[i] - b[i];
   }
   // We only get here if the string is equal all the way to one of them
   // ends. If the length isn't equal, "longest" wins. 
   return a.length() - b.length();
}

Answer 3

int 通常是（在大多数现代硬件上的意思）一个与系统总线和/或 cpu 寄存器大小相同的整数，即所谓的机器字。因此 int 通常比较小的类型传递得更快，因为它不需要对齐、屏蔽和其他操作。

存在较小的类型主要是为了优化数组和结构的 RAM 使用。在大多数情况下，它们会用几个 CPU 周期（以对齐操作的形式）换取更好的 RAM 使用率。

除非你需要强制你的返回值是一个百分号大小的有符号或无符号数（char、short…）你最好使用 int，这就是标准库这样做的原因。

Answer 4

假设有些人正在将代码从 C 更改为 C++。他们决定将strcmp 替换为string::compare。

由于strcmp返回int，所以string::compare返回int作为礼物更容易。

Answer 5

因为一个布尔返回值只能是两个可能的值（真、假），而比较函数可以返回三个可能的值（小于、等于、大于）。

更新

虽然当然可以返回一个有符号的short，但如果你真的想要实现你自己的比较函数，你可以返回一个带有两个布尔值的半字节或结构值。

Answer 6

可能使它更像strcmp，它也有这个set of return values。如果您想移植代码，那么让替换尽可能接近可能会更直观。

此外，返回值不仅仅是-1、0 或1，而是<0、0 或>0。

此外，正如前面提到的，由于退货受integral promotion 的约束，因此将其缩小是没有意义的。

Answer 7

该方法实际上并没有返回集合{ -1, 0, 1 } 中的整数；它实际上可以是任何个整数值。

为什么？我能想到的主要原因是int 应该是架构的“自然大小”值；对这种大小的值的操作通常至少与对较小或较大值的操作一样快（并且在许多情况下更快）。所以这是一个允许实现足够松弛以使用最快的情况的情况。

Answer 8

这是一种 C 主义。

当 C 需要 compare 类型的函数时，它们总是返回 int。 C++ 只是将其发扬光大（不幸的是）。

然而，返回int 实际上可能是最快的方法，因为它通常是所用系统寄存器的大小。 （故意模糊。）

Answer 9

如果我要设计一个比较 Foo 类型的两个对象的 compare 方法，并且我只想返回 -1、0 或 1，那么使用 short 或 char 通常是个好主意吗？

没问题。更好的方法是返回布尔值（如果只想比较是否相等）或枚举（获取更多信息）：

enum class MyResult
{
  EQUAL,
  LESS,
  GREATER
};

MyResult AreEqual( const Foo &foo1, const Foo & foo2 )
{
  // calculate and return result
}