为什么 std::counting_semaphore<> 的模板参数是 ptrdiff_t？答案

【问题标题】：Why is the template-parameter for std::counting_semaphore<> a ptrdiff_t?为什么 std::counting_semaphore<> 的模板参数是 ptrdiff_t？
【发布时间】：2021-12-03 08:25:07
【问题描述】：

为什么 std::counting_semaphore<> 的模板参数是 ptrdiff_t 而不是 size_t ？对我来说，最大信号量计数值为负是没有意义的。

【问题讨论】：

size_t 在语义上不是计数，而是大小。此外，Herb、Bjarne（等人）都反复谈到使用无符号整数作为大小是一个错误。即使 语义上 可以使用无符号整数来表示诸如“大小”和“计数”之类的数字，它也会带来使用无符号整数的所有成本和混乱（定义明确的环绕) 与优化器友好的有符号整数相比。
@dfrib 添加一个来源，这就是答案。
为std::ssize() open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p1227r2.html 采用的提案包括指向其他类似提案的链接。
恕我直言，使用->滥用。名称仍然脱离上下文且令人困惑。对此有一个合理的共识。
STL 已有 28 年历史，C++ 的许多默认设置都是错误的。 Read this paper by Bjarne himself

标签： c++ language-lawyer semaphore c++20

【解决方案1】：

size_t 在语义上不是计数，而是大小。此外，Herb、Bjarne（等人）都反复谈到 STL 中现有的无符号整数使用是如何开始的错误。即使语义使用无符号整数来表示诸如“大小”和“计数”之类的数字是有意义的，但它会带来使用无符号整数的所有成本和混淆（定义明确的环绕) 与优化器友好的有符号整数相比。

但请注意，这种讨论（Bjarne、Herb、Meyers 等人支持“未签名是一个错误”的观点）历来是社区中的一个分歧者。

参见例如Bjarne 的P1428R0（下标和大小应签名）：

问题

[...] 我将深入研究论点并考虑替代方案，但我的结论是：

最初对 STL 使用 unsigned 是一个严重错误，应该（最终）更正

为什么我们在 STL 中有无符号下标

据我所知（STL 已有 25 年历史，所以我的记忆可能并不完全准确）给出了 STL 使用无符号类型作为下标的三个原因

[...]

基本上，我们在这三个方面都错了 [...]

跨度

[...] 这是一个开始努力将 STL 从其错误使用无符号下标的情况中转换出来的机会。

无符号大小

不幸的是，sizeof 产生一个无符号的（而且很难改变它），但我们不必对所有与大小有关的类型都遵循这一点。

正在进行一些活动（例如P1227R2:有符号的 ssize() 函数，无符号的 size() 函数）来慢慢纠正这种争论的“过去的错误”，尤其是不要盲目地使用新功能的争论同样错误。

【讨论】：

与无符号整数没有混淆，有符号整数的优化机会很少，实际上无关紧要。
@BonitaMontero 这是一个非常有力的声明，我认为这是一个固执己见的声明。编译器可能假设没有未定义的行为程序，这意味着对于有符号整数，它可以假设永远不会下溢或上溢。然而，对于无符号整数，它不能做出这个假设。说这对于编译器的优化可能性“实际上无关紧要”是不正确的。 W.r.t. “没有混淆”，例如阅读P1428R0 中的 Problems with unsigned 部分。特殊的问题是混合有符号算法，实际上没有充分的理由让 unsigned 开始。
只有当您使用 x + 1
@BonitaMontero：我指的是 “size_t 在语义上不是计数，而是大小。” 我只是指出这两个命名都是不正确的。然后它仍然只是签名/未签名的战争。
@BonitaMontero：“战争”，因为对于预期的大小符号没有共识。