为什么 Swift 语言指南建议使用 Int “即使已知值是非负的”？

Question

这是一个关于 Swift 编程风格的问题，特别是 Int 与 UInt。

Swift 编程语言指南建议程序员使用通用有符号整数类型Int，即使已知变量为非负数也是如此。来自the guide：

仅当您特别需要与平台的本机字长相同大小的无符号整数类型时才使用 UInt。如果不是这种情况，则首选 Int，即使要存储的值已知为非负数。对整数值一致使用 Int 有助于代码互操作性，避免在不同数字类型之间进行转换，并匹配整数类型推断，如类型安全和类型推断中所述。

但是，UInt 在 32 位架构上是 32 位无符号的，而在 64 位架构上是 64 位无符号的，因此使用 Int 而不是 UInt 没有性能优势。

相比之下，Swift 指南给出了一个后面的例子：

让年龄 = -3
assert(age >= 0, "一个人的年龄不能小于零")
// 这会触发断言，因为年龄不是 >= 0

这里，运行时问题可能会在编译时被发现，如果代码被写成：

let age:UInt = -3  
// this causes a compiler error because -3 is negative

还有许多其他情况（例如任何将索引集合的东西）使用UInt 会在编译时而不是运行时发现问题。

所以问题是：Swift 编程语言指南中的建议是否合理，并且使用Int 的好处“即使已知要存储的值是非负数”超过使用 @ 的安全优势987654331@?

附加说明： 使用 Swift 几个星期后，很明显需要与 Cocoa UInt 进行互操作。例如，AVFoundation 框架在任何需要“计数”的地方使用无符号整数（样本数/帧数/通道数等）。将这些值转换为Int 可能会导致值大于Int.max 的严重错误

Answer 1

它在你的问题中说.. “对整数值始终使用 Int 有助于代码互操作性，避免在不同数字类型之间进行转换，并匹配整数类型推断，如类型安全和类型推断中所述。”

这避免了诸如将 Int 分配给 UInt 之类的问题。分配给 UInts 的负 Int 值会产生较大的值，而不是预期的负值。两者的二进制表示不区分一种类型与另一种类型。

另外，两者都是类，一个不是另一个的后代。构建接收 Ints 的类在没有重载的情况下无法接收 UInt，这意味着当大多数框架接收 Ints 时，两者之间的转换将是 UInt 的常见任务。两者之间的转换也可以成为一项不平凡的任务。

前两段谈到“互操作性”和“不同数字类型之间的转换”。如果不使用 UInts 可以避免的问题。

Answer 2

我认为使用 UInt 并不像您想象的那么安全。如您所述：

let age:UInt = -3

导致编译器错误。我也试过了：

let myAge:Int = 1
let age:UInt = UInt(myAge) - 3

这也导致了编译器错误。然而以下（我认为在实际程序中更常见）场景没有编译器错误，但实际上导致了EXC_BAD_INSTRUCTION的运行时错误：

func sub10(num: Int) -> UInt {
    return UInt(num - 10) //Runtime error when num < 10
}
sub10(4)

还有：

class A {
    var aboveZero:UInt
    init() { aboveZero = 1 }
}
let a = A()
a.aboveZero = a.aboveZero - 10 //Runtime error

如果这些是简单的Ints，您可以添加代码来检查您的条件，而不是崩溃：

if a.aboveZero > 0 {
    //Do your thing
} else {
    //Handle bad data
}

我什至可以将他们反对使用 UInts 的建议等同于反对使用隐式展开的选项的建议：不要这样做，除非你确定你不会得到任何否定，否则你'会出现运行时错误（最简单的情况除外）。