我应该在 64 位机器上使用 i32 还是 i64？答案

【问题标题】：Should I use i32 or i64 on 64bit machine?我应该在 64 位机器上使用 i32 还是 i64？
【发布时间】：2019-01-12 02:35:04
【问题描述】：

main.rs

#![feature(core_intrinsics)]
fn print_type_of<T>(_: &T) {
    println!("{}", unsafe { std::intrinsics::type_name::<T>() });
}

fn main() {
    let x = 93;
    let y = 93.1;

    print_type_of(&x);
    print_type_of(&y);
}

如果我用“rustc +nightly ./main.rs”编译，我得到这个输出：

$ ./main

i32
f64

我运行 x86_64 Linux 机器。浮点变量默认是双精度的，这很好。为什么整数只有 4 个字节？我应该使用哪个？如果我不需要 i64，我应该使用 i32 吗？ i32 的性能更好吗？

【问题讨论】：

是我遗漏了什么还是你混淆了i64和f64？
@Stargateur：不，他没有。他指出未修饰的浮点文字的默认类型是 64 位类型，因此想知道为什么未修饰的整数文字的默认类型也不是 64 位。
阅读C++ int vs long long in 64 bit machine 会有所帮助。 C++ 增加了可变大小整数的复杂性（在 Rust 中，usize 和 isize 是唯一具有此属性的类型）。

标签： rust integer

【解决方案1】：

i32 的性能更好吗？

这实际上是一种微妙的事情。如果我们查找一些recent instruction-level benchmarks，例如SkylakeX，则大部分在64位和32位指令之间没有明显的区别。一个例外是除法，64 位除法比 32 位除法慢，即使在除法相同的值时也是如此（除法是少数几个依赖于其输入值的可变时间指令之一）。

对数据使用 i64 也会降低自动矢量化的效率 - 这也是少数情况下小于 32 位的数据在数据大小优化之外的用途之一。当然，数据大小对于 i32 与 i64 的问题也很重要，使用相当大的 i64 数组很容易因为它更大而变慢，因此在缓存中花费更多空间和（如果适用）更多带宽。因此，如果问题是 [i32] 与 [i64]，那么这很重要。

更微妙的是，使用 64 位操作意味着代码将平均包含更多的 REX 前缀，这使得代码的密度略低，这意味着更少的代码将同时放入 L1 代码缓存。虽然这是一个很小的影响。只需在代码中包含一些 64 位变量不是问题。

尽管如此，绝对不要过度使用 i32，尤其是在你真正应该拥有usize 的地方。例如，不要这样做：

// don't do this
for i in 0i32 .. data.len() as i32 { 
  sum += data[i as usize]; 
}

这会导致性能大幅下降。现在不仅循环中存在无意义的符号扩展，它还破坏了边界检查消除和自动矢量化。但当然，一开始就没有理由编写这样的代码，这比正确编写代码更不自然且更难。

【讨论】：

【解决方案2】：

The Rust Programming Language 说：

[...] 整数类型默认为 i32：这种类型通常是最快的，即使在 64 位系统上也是如此。

还有（in the next section）：

默认类型是 f64，因为在现代 CPU 上它的速度与 f32 大致相同，但精度更高。

但是，这是相当简化的。您应该使用哪种整数类型在很大程度上取决于您的程序。最初编写程序时不要考虑速度，除非您已经知道速度将是一个问题。在绝大多数代码中，速度并不重要：即使在性能关键的应用程序中，大多数代码都是冷代码。相比之下，正确性总是很重要。

另请注意，只有 无约束 数值变量默认为 i32/f64。只要您在需要特定数字类型的上下文中使用该变量，编译器就会使用该类型。

【讨论】：

【解决方案3】：

首先，您应该根据自己的需要/要求设计应用程序。即，如果您需要“大”整数，请使用大类型。如果你不需要它们，你应该使用小类型。

如果您遇到任何性能问题（并且仅在那时），您应该将类型调整为您可能不需要的东西。

【讨论】：