将 off_t 用于非字节偏移是否合适？答案

【问题标题】：Is it appropriate to use off_t for non-byte offsets?将 off_t 用于非字节偏移是否合适？
【发布时间】：2013-07-13 00:26:00
【问题描述】：

假设我正在编写一个函数，该函数将float a[] 和一个偏移量写入此数组，并返回该偏移量处的元素。使用签名是否合理

float foo(float* a, off_t offset);

为了它？还是off_t 仅与字节偏移有关，而不是与任意元素大小的指针算术有关？即当偏移量是off_t 类型时说a[offset] 是否合理？

GNU C 库参考手册说：

off_t
     This is a signed integer type used to represent file sizes.

但这并不能告诉我太多。

我的直觉是答案是否定的，因为在 a[offset] 中使用的实际地址是 a + sizeof(float) * offset 的地址，所以 "sizeof(float) * offset" 是一个@987654327 @ 和 sizeof(float) 是 size_t，两者都是带有“维度”的常量。

注意：偏移量可能为负数。

【问题讨论】：

很确定访问指针的负偏移量被认为是邪恶的。
@zneak：也许吧，我不打算这样做，但a[-1] 是完全有效的代码。
@zneak 一点也不。为什么会这样。
@JamesKanze：试着编译一下看看。
@einpoklum 当然可以编译。这并不能使它有效。如果 a 被初始化为指向 C 样式数组的开头，则 a[-1] 无效，至少根据标准。

标签： c++ c types semantics offset

【解决方案1】：

你有什么理由不使用int？这是 C++ 中整数值的默认类型，应该使用除非有充分的理由不这样做。

当然，一个很好的理由可能是它可能会溢出。如果上下文是这样的，你最终可能会得到非常大的数组，你可能想使用ptrdiff_t，它被定义（在 C 和 C++) 作为两个相减得到的类型指针：换句话说，保证不会溢出（当用作偏移量）适用于所有大小大于 1 的类型。

【讨论】：

您能否引用一些官方消息来源建议“除非有充分的理由不使用，否则应使用int”？我不是要嘲讽你，我想看看理由。
@einpoklum “官方”来源是标准：在§3.9.1/2 中，普通的int 是自然类型，其他是“提供以满足特殊需要”。实际上，使用int 以外的任何类型都表示有特殊需要。也许增加范围，或节省空间。或者您需要无符号类型的模运算，或者正在进行位操作。（使用无符号类型通常清楚地表明您没有处理算术数据。）

【解决方案2】：

您可以使用size_t 或ptrdiff_t 作为索引的类型（您的第二个参数更像是浮点数组中的索引而不是偏移量）。

^{你的用途是一个索引，而不是一个偏移量。请注意，标准的offsetof 宏被定义为返回字节偏移量！}

在实践中，您甚至可以使用 int 或 unsigned，除非您认为您的数组可能包含数十亿个组件。

您可能希望#include <stdint.h>（或<cstdint> 使用最新的 C++）并为您的索引设置明确大小的类型，例如 int32_t。

出于源代码可读性的原因，您可以定义

  typedef unsigned index_t;

然后使用它，例如

  float foo(float a[], index_t i);

我的意见是你应该使用int 作为你的索引类型。（但要适当处理越界索引）。

【讨论】：

定义index_t 类型是否常见？另外，如果我想要一个可能为负数的偏移量怎么办？
他不能使用size_t，因为偏移量可以是负数。在内存中，正确的类型是ptrdiff_t，或者如果输入值的域或验证确保不存在溢出，则为int。
size_t 是永远不会为负的数组索引的最佳类型（如果可以说任何一种类型是“最佳”）。对于可能为负数的索引，您可以使用ptrdiff_t 或（至少在 POSIX 上）ssize_t。见stackoverflow.com/questions/12175358/… 和stackoverflow.com/questions/8649018/…
@torek 这根本不正确。除非您进行位操作，否则应避免使用无符号类型。
@einpoklum 它有什么“狡猾”？它是 C 和 C++ 中的“默认”整数类型。从历史上看，这确实是一种默认。你不必声明它。即使在今天，除了字符类型之外，所有其他标准整数类型都是形式上的修饰符：unsigned 实际上是 unsigned int，等等。标准本身说普通 int 是自然整数类型，而其他的都是“提供以满足特殊需要”。

【解决方案3】：

我会说这是不合适的，因为

off_t （打算）用于表示文件大小
off_t 是有符号类型。

我会选择size_type（通常是size_t 的“typedef”ed 名称），这是标准容器使用的名称。

【讨论】：

std::vector<T>::size_type 是 size_t 的 typedef（存在于 C 中）。 size_type 不作为独立类型存在。
但是 off_t 怎么能代表文件大小呢？偏移量不是大小……偏移量可以是负数，而大小不能。
@einpoklum，它用于文件操作，例如fseek/lseek。另一方面，size_t 被定义为能够容纳平台上任何数组的最大大小。听起来更像您正在寻找的东西。
@einpoklum 据我所知，负值 (-1) 用于错误报告（例如：linux.die.net/man/2/lseek）
所以，在这种情况下，off_t 完全不在讨论范围内......（请原谅双关语）。我认为size_t 在语义上仍然不合适。

【解决方案4】：

也许答案是使用ptrdiff_t？它...

可以是负数；
暗示差异不是以字节为单位，而是以任意大小为单位，具体取决于元素类型。

你怎么看？

【讨论】：

虽然其他人在我之后建议ptrdiff_t，但他们都发表了我不太同意的声明。对不起，伙计们。