用于保存数据结构中元素计数的数据类型答案

【问题标题】：Data type for holding the count of elements in a data structure用于保存数据结构中元素计数的数据类型
【发布时间】：2014-11-25 14:15:55
【问题描述】：

我有一个动态数组，其中包含 push、pop 方法并直接访问缓冲区。直观地说，我使包含数组元素数量的字段包含size_t。现在我添加insert、delete 和indexOf 等方法。

但是，前两个期望 intas 位置使用负索引从后面选择元素，indexOf 要么返回找到的位置，要么返回 -1 表示失败，导致：

struct array {
    size_t num;
    char *buf;
}

void array_push(char c) {...}
char array_pop() {...}
void array_insert(int pos, char c) {...}
void array_delete(int pos) {...}
int array_indexOf(char c) {...}

使用push/pop 和array.buf 和array.num 的for 循环，我仍然可以访问最多SIZE_MAX 元素。 insert 和 delete 最多只能访问 INT_MAX 元素，而 indexOf 无法返回超过 INT_MAX 的位置。

您认为这个实现是正确的还是您会如何改变它？

size_t

pro：你最多可以有SIZE_MAX 个元素

反对：您只能以有限的方式访问INT_MAX 上方的部分

int

pro：接口将与实现保持一致

contra：你不能有超过INT_MAX元素，同样int对象的大小是不直观的，因为这是size_t的目的

【问题讨论】：

标签： c arrays count int size-t

【解决方案1】：

不要限制实施。将带有 size_t 参数的方法添加到接口。

void array_insert_beg(size_t pos, char c) {...}
void array_insert_end(size_t pos, char c) {...}
...
bool array_find(char c, size_t *index) {...}

【讨论】：

【解决方案2】：

在我看来，在您的情况下，保留size_t 并使用ptrdiff_t 而不是int 作为函数参数和返回值更自然。您可以在stddef.h 中找到它，顾名思义，它旨在用于数组索引和地址算术。

请注意，虽然ptrdiff_t 是两个指针相减的结果，但不能保证这样做时不会溢出。因此，当您处理非常大的对象时，它可能会导致问题，在这种情况下，使用指定宽度的整数类型可能会更好，例如，int_fast64_t。

【讨论】：

我以asprintf 为例，它返回字符串的长度（通常也是size_t）作为int 或-1 出错。理论上，如果我在 x86 上使用 ptrdiff_t 不会有任何区别 PTRDIFF_MAX == INT_MAX，在 x86-16 上 size_t 将是 2 个字节，但 ptrdiff_t 是 4 个字节，因此不必要地大，在 x86-64 上我还可以使用indexOf 等访问INT_MAX 和PTRDIFF_MAX 之间的部分，但PTRDIFF_MAX 和SIZE_MAX 之间的部分还不会被覆盖。
x86-16 的更正：由于更大的尺寸，它实际上是唯一有效的，因为ptrdiff_t 可以索引每个可能的元素，也可以指示错误或从后面选择，尽管它可能会更慢
没错，不能保证ptrdiff_t 的宽度足以防止指针减法溢出。事实上，一些实现使ptrdiff_t 比size_t 更宽以避免这种情况。但是，除非您处理的是非常大的数据集，否则这通常不是问题。