在新代码中，为什么要使用 `int` 而不是 `int_fast16_t` 或 `int_fast32_t` 作为计数变量？答案

【问题标题】：In new code, why would you use `int` instead of `int_fast16_t` or `int_fast32_t` for a counting variable?在新代码中，为什么要使用 `int` 而不是 `int_fast16_t` 或 `int_fast32_t` 作为计数变量？
【发布时间】：2017-09-12 11:41:01
【问题描述】：

如果您需要一个计数变量，那么您的整数肯定必须支持上限和下限。那么为什么不通过选择适当的 (u)int_fastxx_t 数据类型来指定这些限制呢？

【问题讨论】：

“int is short to type”可能是最好的理由。 int 在语义上实际上是 int_fast16_t（即，保证至少为 16 位的快速类型），但实际上，在 x86_64 Linux 上，int 是 32 位，所有快速类型除了 (u)int_fast8_t 是64。无论您使用什么，编译器都可能会将常用的计数器放入寄存器中，因此 AFAIK，您最好使用具有寄存器宽度的东西，因为无论如何都会使用它。
因为您在编写 C++ 代码时大多不需要关心这些低级细节。 int 是对“具有合理性能的通用整数” 的完美抽象。只有在必要时才放弃抽象，而不是相反。
@ChristianHackl 但是知道什么时候放弃抽象需要你知道int在你的代码将运行的每个平台上的大小。
@traal - 买你也不知道int_fast16_t的大小...

标签： c++ c++11 int

【解决方案1】：

最简单的原因是人们更习惯于int，而不是 C++11 中引入的其他类型，而且它是语言的“默认”整数类型（C++ 也有）；该标准在[basic.fundamental/2] 中指定：

普通整数具有执行环境架构所建议的自然大小⁴⁶;提供其他有符号整数类型以满足特殊需要。

^{46) 即大到足以包含INT_MIN 和INT_MAX 范围内的任何值，如标头<climits> 中所定义。}

因此，当需要一个通用整数时，不需要有特定的范围或大小，程序员倾向于只使用int。虽然使用其他类型可以更清楚地传达意图（例如，使用int8_t 表示该值不应超过127），但使用int 也可以传达这些细节对于手头的任务并不重要，同时提供一点余地来捕获超出所需范围的值（例如，如果系统使用模运算处理有符号溢出，int8_t 会将313 视为57，从而使无效值更难排除故障）；通常，在现代编程中，它要么表示该值可以在系统的字长（int 应该表示）内表示，要么表示该值可以在 32 位内表示（几乎总是 @ 987654335@ 在 x86 和 x64 平台上）。

Sized 类型还存在一个问题，即（理论上）最知名的 intX_t 行仅在支持完全 X 位大小的平台上定义。虽然int_leastX_t 类型保证在所有平台上都被定义，并且保证至少是 X 位，但很多人不想在不需要时输入那么多，因为当你需要经常指定类型。 [你不能使用auto，因为它将整数文字检测为ints。这可以通过使用用户定义的文字运算符来缓解，但这仍然需要更多的时间来输入。]因此，如果这样做是安全的，他们通常会使用int。

或者简而言之，int 旨在成为正常操作的首选类型，而其他类型旨在用于异常情况。许多程序员出于习惯而坚持这种心态，并且仅在明确需要特定范围和/或大小时才使用大小类型。这也相对较好地传达了意图； int 表示“数字”，intX_t 表示“总是适合 X 位的数字”。

^{int 已演变为非正式的“32 位整数”的意思并没有帮助，因为 32 位和 64 位平台通常使用 32 位 ints。很可能许多程序员希望int 在现代总是至少为 32 位，以至于如果他们必须为不支持 32 位 ints.}

相反，大小类型通常在明确需要特定范围或大小时使用，例如在定义需要在具有不同数据模型的系统上具有相同布局的struct 时。当使用有限的内存时，它们也可以证明是有用的，使用可以完全包含所需范围的最小类型。

例如，打算在 16 位和 32 位系统上具有相同布局的 struct 将使用 int16_t 或 int32_t 而不是 int，因为 int 在大多数情况下是 16 位16 位数据模型和 LP32 32 位数据模型（由 Win16 API 和 Apple Macintoshes 使用），但 ILP32 32 位数据模型中的 32 位（由 Win32 API 和 *nix 系统使用，有效地使其成为事实上的“标准”32 位模型）。

同样，在 32 位和 64 位系统上具有相同布局的 struct 将使用 int/int32_t 或 long long/int64_t 而不是 long，这是由于 long在不同的模型中具有不同的大小（LP64 中的 64 位（由 64 位 *nix 使用）、LLP64 中的 32 位（由 Win64 API 使用）和 32 位模型）。

^{注意还有第三种64位模型，ILP64，其中int是64位；此模型很少使用（据我所知，它仅用于早期的 64 位 Unix 系统），但如果需要与 ILP64 平台的布局兼容，则要求使用大小超过 int 的类型。}

【讨论】：

您能否提供一个示例，说明“需要一个通用整数，它不需要具有特定范围或大小”？例如，如果我遍历一周中的几天，我必须选择一个可以容纳多达 7 个唯一值的数据类型，因此它的大小至少需要为 3 位。但是，使用具有 no 大小要求的整数的示例是什么？
@traal - 我认为您忘记了系统除了整数大小之外还有其他限制。在具有 16 位整数的计算机上，您要循环什么？当然，你不会有一个包含一百万个对象的数组，而不会在 int 中的位之前很久就耗尽内存。
@traal 我能想到的最常见的是循环条件和计算过程中使用的中间值。当然，这些可以有特定的范围（并且通过扩展，特定的大小要求），但它们通常是模糊的，因此如有必要有增长空间（如果程序已经使用更大的类型，则更容易更新程序以适应更大的值必要）。
问题基本上是很多人的做法和你的相反；在你喜欢施加严格限制并且只在必要时放松它们的地方，许多程序员更喜欢使用宽松限制，并且只在必要时收紧它们。你会在哪里使用int16_t，因为一个值总是在-10'000..10'000的范围内，例如，许多程序员会使用int，并且只有在他们需要节省内存并且不需要时才将其更改为int16_t预计需求会变得比int16_t 可以存储的更大。（这在更有限系统的程序员中不太普遍。）
@JustinTime 所以你是说int 避免了为你的int8_t 使用typedef 的需要（或者当你需要更大的东西时花时间重构）并记录你选择的原因int8_t 而不是 int16_t 首先。这对我来说似乎很笨拙，所以我想我们必须同意不同意。

【解决方案2】：

有几个原因。一，这些长名称使代码的可读性降低。二，你可能会引入很难找到的错误。假设您使用了 int_fast16_t，但您确实需要数到 40,000。该实现可能使用 32 位并且代码工作得很好。然后，您尝试在使用 16 位的实现上运行代码，您会遇到难以发现的错误。

注意：在 C/C++ 中，您有 char、short、int、long 和 long long 类型，它们必须涵盖 8 到 64 位，因此 int 不能是 64 位（因为 char 和 short 不能涵盖 8、16 和 32 位)，即使 64 位是自然字长。例如，在 Swift 中，Int 是自然整数大小，可以是 32 位和 64 位，而您有 Int8、Int16、Int32 和 Int64 来表示显式大小。 Int 是最好的类型，除非您绝对需要 64 位，在这种情况下您使用 Int64，或者如果您需要节省空间。

【讨论】：

"int 不能是 64 位" - 我认为这不是真的。没有什么说必须存在 8、16 和 32 位的类型。
从标题stdint.h你可以声明整数，它是64位-int64_t
实现者倾向于更喜欢提供涵盖 8、16、32 和 64 位大小的预定义类型，但标准并不要求它。我使用 64 位 int 的 C 实现。两者都有 8 位 char；一个有 32 位 short，另一个有 64 位 short。两者都没有 16 位整数类型，后者没有 32 位整数类型。
int 同样可能会引入难以发现的错误。如果您计算超出预期最大值的大小，您应该编写一个断言。没有固定尺寸的类型会给您带来任何优势。
没有 8 位最小值。您可以有一个 16 位字符，这意味着该系统上的最小类型至少为 16 位。