何时使用 std::size_t？

Question

我只是想知道我应该使用std::size_t 来代替int 吗？ 例如：

#include <cstdint>

int main()
{
    for (std::size_t i = 0; i < 10; ++i) {
        // std::size_t OK here? Or should I use, say, unsigned int instead?
    }
}

一般来说，关于何时使用std::size_t 的最佳做法是什么？

Answer 1

一个好的经验法则是，您需要在循环条件中与自然是 std::size_t 本身的事物进行比较。

std::size_t 是任何sizeof 表达式的类型，并且保证能够表示C++ 中任何对象（包括任何数组）的最大大小。通过扩展，它还保证对于任何数组索引都足够大，因此它是数组索引循环的自然类型。

如果您只是计算一个数字，那么使用包含该数字的变量类型或int 或unsigned int（如果足够大）可能更自然，因为这些应该是自然的机器尺寸。

Answer 2

size_t 是sizeof 运算符的结果类型。

将size_t 用于对数组中的大小或索引进行建模的变量。 size_t 传达了语义：您立即知道它表示以字节或索引为单位的大小，而不仅仅是另一个整数。

此外，使用size_t 表示以字节为单位的大小有助于使代码具有可移植性。

Answer 3

size_t 类型用于指定某事物的大小，因此使用它很自然，例如，获取字符串的长度，然后处理每个字符：

for (size_t i = 0, max = strlen (str); i < max; i++)
    doSomethingWith (str[i]);

您确实当然必须注意边界条件，因为它是无符号类型。顶端的边界通常不是那么重要，因为最大值通常很大（尽管 有可能到达那里）。大多数人只是将int 用于此类事情，因为他们很少有结构或数组大到足以超过int 的容量。

但要注意以下情况：

for (size_t i = strlen (str) - 1; i >= 0; i--)

由于无符号值的包装行为，这将导致无限循环（尽管我已经看到编译器对此提出警告）。这也可以通过（稍微难以理解但至少不受包装问题的影响）来缓解：

for (size_t i = strlen (str); i-- > 0; )

通过将减量转换为继续条件的检查后副作用，这会在减量之前检查值的继续，但仍使用循环内的减量值（其中这就是为什么循环从len .. 1而不是len-1 .. 0运行的原因。

Answer 4

根据定义，size_t 是 sizeof 运算符的结果。 size_t 是为了引用大小而创建的。

您做某事的次数（在您的示例中为 10 次）与大小无关，那么为什么要使用 size_t？ int，或unsigned int，应该没问题。

当然，你在循环中使用i 所做的事情也很重要。例如，如果您将其传递给采用unsigned int 的函数，则选择unsigned int。

无论如何，我建议避免隐式类型转换。 Make all type conversions explicit.

Answer 5

简短回答：

几乎没有

长答案：

每当您需要在 32 位系统上拥有大于 2gb 的 char 向量时。在所有其他用例中，使用有符号类型比使用无符号类型更安全。

示例：

std::vector<A> data;
[...]
// calculate the index that should be used;
size_t i = calc_index(param1, param2);
// doing calculations close to the underflow of an integer is already dangerous

// do some bounds checking
if( i - 1 < 0 ) {
    // always false, because 0-1 on unsigned creates an underflow
    return LEFT_BORDER;
} else if( i >= data.size() - 1 ) {
    // if i already had an underflow, this becomes true
    return RIGHT_BORDER;
}

// now you have a bug that is very hard to track, because you never 
// get an exception or anything anymore, to detect that you actually 
// return the false border case.

return calc_something(data[i-1], data[i], data[i+1]);

size_t 的签名等效项是 ptrdiff_t，而不是 int。但在大多数情况下，使用int 仍然比 size_t 好得多。 ptrdiff_t 在 32 位和 64 位系统上是 long。

这意味着每当您与 std::containers 交互时，您总是必须在 size_t 之间进行转换，这不是很漂亮。但是在一个正在进行的本地会议上，c++ 的作者提到使用无符号 size_t 设计 std::vector 是一个错误。

如果您的编译器在从 ptrdiff_t 到 size_t 的隐式转换时向您发出警告，您可以使用构造函数语法使其显式：

calc_something(data[size_t(i-1)], data[size_t(i)], data[size_t(i+1)]);

如果只是想迭代一个集合，没有边界检查，使用基于范围的：

for(const auto& d : data) {
    [...]
}

这里是 Bjarne Stroustrup（C++ 作者）going native 的一些话

对于某些人来说，STL 中的这种有符号/无符号设计错误是足够的理由，不使用 std::vector，而是使用自己的实现。

Answer 6

size_t 是一种非常易读的方式来指定项目的大小维度 - 字符串的长度、指针占用的字节数等。 它还可以跨平台移植——你会发现 64 位和 32 位都可以很好地处理系统功能和 size_t——这是 unsigned int 可能做不到的（例如，你什么时候应该使用 unsigned long

Answer 7

使用 std::size_t 对 C 样式数组进行索引/计数。

对于 STL 容器，您将拥有（例如）vector<int>::size_type，它应该用于索引和计数矢量元素。

实际上，它们通常都是无符号整数，但不能保证，尤其是在使用自定义分配器时。

Answer 8

很快，大多数计算机将采用 64 位架构，配备 64 位操作系统：运行在包含数十亿个元素的容器上运行的程序。那么你必须使用size_t而不是int作为循环索引，否则你的索引将环绕在第 2^32:th 元素，在 32- 和64 位系统。

为未来做好准备！

Answer 9

size_t 由各种库返回，以指示该容器的大小非零。当你回来时使用它：0

但是，在上面的示例中，在 size_t 上循环是一个潜在的错误。考虑以下几点：

for (size_t i = thing.size(); i >= 0; --i) {
  // this will never terminate because size_t is a typedef for
  // unsigned int which can not be negative by definition
  // therefore i will always be >= 0
  printf("the never ending story. la la la la");
}

使用无符号整数有可能产生这些类型的微妙问题。因此恕我直言，我更喜欢仅在与需要它的容器/类型交互时才使用 size_t。

Answer 10

使用 size_t 时请注意以下表达式

size_t i = containner.find("mytoken");
size_t x = 99;
if (i-x>-1 && i+x < containner.size()) {
    cout << containner[i-x] << " " << containner[i+x] << endl;
}

无论你对 x 有什么值，你都会在 if 表达式中得到 false。 我花了好几天才意识到这一点（代码太简单了，我没有做单元测试），尽管只花了几分钟就弄清楚了问题的根源。不确定是进行强制转换还是使用零更好。

if ((int)(i-x) > -1 or (i-x) >= 0)

这两种方法都应该有效。这是我的测试运行

size_t i = 5;
cerr << "i-7=" << i-7 << " (int)(i-7)=" << (int)(i-7) << endl;

输出：i-7=18446744073709551614 (int)(i-7)=-2

我想要别人的cmets。

Answer 11

size_t 是一种无符号类型，可以为您的体系结构保存最大整数值，因此可以防止由于符号（有符号 int 0x7FFFFFFF 增加 1 将给您 -1）或短尺寸（无符号short int 0xFFFF 加 1 会得到 0)。

主要用于数组索引/循环/地址运算等。 memset() 之类的函数只接受 size_t，因为理论上您可能有一块大小为 2^32-1 的内存块（在 32 位平台上）。

对于这样简单的循环，不要打扰，只需使用 int。

Answer 12

我一直在努力理解什么以及何时使用它。但是 size_t 只是一个无符号整数数据类型，它在各种头文件中定义，例如 <stddef.h>, <stdio.h>, <stdlib.h>, <string.h>, <time.h>, <wchar.h> 等。

它用于以字节为单位表示对象的大小，因此它被 sizeof 运算符用作返回类型。最大允许大小取决于编译器；如果编译器是 32 位，那么它只是 unsigned int 的 typedef（别名），但如果编译器是 64 位，那么它将是 unsigned long long 的 typedef。 size_t 数据类型永远不会是负数（不包括 ssize_t） 因此，许多 C 库函数（如 malloc, memcpy and strlen）将其参数和返回类型声明为 size_t。

/ Declaration of various standard library functions.
  
// Here argument of 'n' refers to maximum blocks that can be
// allocated which is guaranteed to be non-negative.
void *malloc(size_t n);
  
// While copying 'n' bytes from 's2' to 's1'
// n must be non-negative integer.
void *memcpy(void *s1, void const *s2, size_t n);
  
// the size of any string or `std::vector<char> st;` will always be at least 0.
size_t strlen(char const *s);

size_t 或任何无符号类型都可能被视为循环变量，因为循环变量通常大于或等于 0。

Answer 13

size_t 是无符号整数类型，可以表示系统中的最大整数。 只有在需要非常大的数组、矩阵等时才使用它。

有些函数会返回 size_t，如果您尝试进行比较，编译器会警告您。

通过使用适当的有符号/无符号数据类型或简单的类型转换来避免这种情况。

Answer 14

size_t 是无符号整数。所以只要你想要 unsigned int 就可以使用它。

当我想指定数组的大小时使用它，计数器等...

void * operator new (size_t size); is a good use of it.