矩阵大小和循环变量的正确类型

Question

在下面的示例中，我是否为大小和循环索引选择了正确的类型。似乎有很多选择，int 似乎出现在大多数临时示例中。什么是我的简单示例使用的规范/最佳实践/正确类型。我选择了size_t，因为它代表行/列矩阵大小，ptrdiff_t 代表索引，因为它涉及指针运算。

template<size_t N, size_t P, size_t M>
void naive_multiply(T* A, T* B, T* C) {
    for(ptrdiff_t i=0; i!=N; ++i) {
        for(ptrdiff_t j=0; j!=M; ++j) {
            for(ptrdiff_t k=0; k!=P; ++k) {
                C[i + j*M] += A[i + k*P] * B[k + j*M];
            }
        }
    }
};

我对上述内容的唯一保留是隐式类型转换，但是，我可能不知道它们是彼此的别名（如果它们是的话）。我还考虑将uint_ptr_t 用作循环索引。

Answer 1

免责声明：这些是意见，但主要是出于所提及类型的意图。

size_t 似乎是表示数组中元素数量的正确类型。毕竟，size_t 被定义为足够大以容纳任何对象的大小，包括任何数组。事实上，sizeof() 的返回类型始终是size_t。

使用ptrdiff_t 进行索引有点欺骗性，除非您想支持负索引（或者如果您正在向后迭代数组并且您希望负索引作为停止标准；请参阅here） ，因为它是有符号类型。这就是为什么它被称为ptrdiff_t；它最初旨在表示两个附近指针之间的差异（可以是负数）。在您的示例中，您的任何索引变量都不应该是负数。大小也永远不会是负数。您的算术只涉及计算非负值的总和和乘积，因此算术输出也永远不会是负数。因此，没有理由使用像ptrdiff_t 这样的有符号类型。 size_t 在这里也足够了；如果它可以表示数组中的元素个数，也可以表示数组中的任何有效索引。

您可能不想将uintptr_t 用于循环索引。 uintptr_t 设计用于当您希望将指针视为整数以执行类似整数的操作时。例如，您可能（出于某种奇怪的原因）想要对指针进行按位算术，或者您可能（出于某种奇怪的原因）想要故意不对齐它。像这样的情况是不寻常的；可能更常见的是使用uintptr_t 来掩盖它完全是一个指针的事实，以便它可以更像一个“句柄”来对待（例如，暗示应用程序不应该尝试取消引用或删除它）。您的索引根本没有被视为指针（它们只是被视为乘以大小的索引）；它们当然不会被视为需要对其进行类似整数运算的指针。

结论：除非您出于某种原因想要支持负索引，否则只需对大小和索引变量都使用size_t。