size_type可以大于std :: size_t吗？

Question

std::allocator的标准容器有size_type defined as std::size_t。但是，是否可以使用分配器来分配大小无法用size_t表示的对象？换句话说，size_type是否可以大于size_t？

Answer 1

是的，在某些情况下这可能很有用。

假设您有一个程序希望访问的存储空间超过虚拟内存容量。通过创建引用内存映射存储的分配器并在间接pointer对象时根据需要进行映射，可以访问任意大量的内存。

这仍然符合18.2：6，因为size_t被定义为足以包含任何对象的大小，但是17.6.3.5:2表28将size_type定义为包含分配模型中最大的对象，它不必是C ++内存模型中的实际对象。

请注意，17.6.3.5:2表28中的要求并不构成要求多个对象的分配应该产生数组;对于allocate(n)，要求是：

  

为n

类型的T个对象分配内存

和deallocate断言是：

  

该区域中的所有n T个对象   p所指的是   在此电话会议之前销毁。

注意区域，而不是数组。另一点是17.6.3.5：4：

  

X::pointer，X::const_pointer，X::void_pointer和X::const_void_pointer类型应满足   NullablePointer的要求（17.6.3.3）。没有构造函数，比较运算符，复制操作，   对这些类型的移动操作或交换操作应通过异常退出。 X::pointer和X::const_pointer也应满足随机访问迭代器（24.2）的要求。

此处不要求(&*p) + n与p + n相同。

对于在另一个模型中可表达的模型来说，包含在外部模型中无法表示的对象是完全合法的;例如，数学逻辑中的非标准模型。

Answer 2

size_t是您通过应用sizeof获得的无符号整数的类型。

sizeof应返回作为其参数的类型（或表达式类型）的大小。在数组的情况下，它应该返回整个数组的大小。

这意味着：

• 不能有任何大于size_t可以代表的结构或联合。

• 不能有任何大于size_t可以代表的数组。

换句话说，如果某些东西适合你可以访问的最大连续内存块，那么它的大小必须符合size_t（非便携式，但易于直观地理解，这意味着在大多数系统{{1和} size_t一样大，可以衡量整个虚拟地址空间。

编辑：下一句话可能是错的。见下文

因此的答案是否可以让分配器分配大小无法用void*表示的对象？是否定的。

编辑（附录）：

我一直在考虑它而且上面我实际上是错的。我已经检查了标准，似乎可以设计一个完全自定义指针类型的完全自定义分配器，包括使用不同类型的指针，const指针，void指针和const void指针。因此，分配器实际上可以具有大于size_t的size_type。

但要这样做，您需要实际定义完全自定义指针类型以及相应的allocator和allocator traits实例。

我说可能的原因是我仍然有点不清楚size_t是否需要跨越单个对象的大小或多个对象的大小（这是分配器模型中的一个数组。我需要调查这个细节（但不是现在，它在这里的晚餐时间:)）

Edit2（新附录）：

@larsmans我想你可能想要决定接受什么。问题似乎比人们直观地意识到的要复杂得多。我再次编辑答案，因为我的想法绝对不仅仅是评论（无论是内容还是大小）。

ReEdit（正如评论中指出的那样，下两段不正确）：

首先，size_type只是一个名字。您当然可以定义一个容器，并使用您希望的任何含义为其添加size_type。你的size_type可以是浮点数，也可以是字符串。

在标准库中说容器size_type在容器中定义，只是为了便于访问。事实上，它应该与该容器的分配器的size_type相同（并且分配器的size_type应该是该分配器的allotator_traits的size_type）

因此，我们今后将假设容器的size_type，即使是您定义的容器，遵循相同的逻辑＆＃39;按惯例＆＃39;。 @BenVoight用＆＃34开始他的回答;正如@AnalogFile解释的那样，没有分配的内存可以大于size_t。因此，从分配器继承其size_type的容器的size_type不能大于size_t。＆＃34;。事实上，我们现在规定如果一个容器有一个size_type，那么它来自分配器（他说继承，但那当然不是类继承的常识）。

然而，size_type（即使它来自分配者）必然会被约束为size_type，这可能是也可能不是100％正确。问题实际上是：分配器（和相应的特征）可以定义大于size_t的{​​{1}}吗？

@BenVoight和@ecatmur都建议使用后备存储为文件的用例。但是，如果后备存储是仅用于内容的文件，并且您在内存中有一些引用该内容的内容（让我们称之为＆＃39;句柄＆＃39;），那么您实际上是在做一个容器包含句柄。句柄将是某个类的实例，它将实际数据存储在文件中，并且只保留在内存中检索该数据所需的任何内容，但这与容器无关：容器将存储句柄，这些句柄位于内存中，我们仍处于正常状态。地址空间，所以我的初始响应仍然有效。

然而，还有另一种情况。你没有分配句柄，你实际上是在文件（或数据库）中存储东西，你的分配器（和相对特征）定义指针，const指针，void指针，const void指针等直接管理该后备存储的类型。在这种情况下，当然，他们还需要定义size_type（替换size_t）和size_type（替换ptrdiff_t）以匹配。

当size_t已经与最大的实现一样大时，将difference_type（和size_type）定义为大于difference_type的直接困难提供了原始整数类型（如果不是，那就没有困难）与他们需要size_t这一事实有关。

根据您对标准的解释方式，这可能是不可能的（因为根据标准size_t是标准中定义的类型加上实施提供的integer types）或可能（如果您解释只要你能编写一个像基本类型一样行为完全的类，你就可以自己提供integer types。这在以前是不可能的（重载规则确实使原始类型总是与用户定义的类型区分开来），但我不是100％与C ++ 11最新，这可能（或可能不会改变） ）。

然而，也存在间接困难。您不仅需要为extended integer types提供合适的整数类型。您还需要提供分配器接口的其余部分。

根据17.6.3.5，我一直在考虑它，我看到的一个问题是实施extended integer type。在size_type语法中，*p是由分配器特征键入的*p。当然，我们可以编写一个类并定义一个p（nullary方法版本，执行指针解除引用）。人们可能会认为这可以通过“分页”轻松完成。文件的相对部分（如@ecatmur建议的那样）。但是有一个问题：pointer必须是该对象的operator*。因此，对象本身必须适合内存，更重要的是，因为您可以*p无限期地保留该引用，一旦您在数据中分页，您将永远不会被允许再将其分页。这意味着有效地可能无法正确实现这样的分配器，除非整个后备存储也可以加载到内存中。

这些是我早期的观察，似乎确实证实了我的第一印象，即真实答案是否定的：没有实际可行的方法。

然而，正如你所看到的，事情比单纯的直觉似乎要复杂得多。可能需要相当长的时间才能找到明确的答案（我可能会或可能不会继续进一步研究该主题）。

目前我只是说：似乎不可能。如果声明不完全基于直觉，则只能接受相反的陈述：邮政编码并让人们辩论，如果你的代码完全符合17.6.3.5以及你的T&（应大于T &ref = *p即使size_type与最大的原始整数类型一样大，也可以认为是整数类型。

Answer 3

是和否。

正如@AnalogFile所解释的，没有分配的内存可以大于size_t。因此，从分配器继承其size_type的容器不能size_type大于size_t。

但是，您可以设计一个容器类型，表示不完全存储在可寻址内存中的集合。例如，成员可以位于磁盘上或数据库中。它们甚至可以动态计算，例如斐波那契序列，从不存储在任何地方。在这种情况下，size_type可能很容易大于size_t。

Answer 4

我确定它隐藏在标准的某个地方，但我见过size_type的最佳描述来自SGI-STL文档。正如我所说的，我确信它符合标准，如果有人可以指出，那么一定要做。

根据SGI，容器的size_type是：

  

无符号整数类型，可表示任何非负值   容器的距离类型

除此之外，它没有任何声明。理论上，您可以定义一个使用uint64_t，unsigned char以及其他任何内容的容器。它引用容器的distance_type是我觉得有趣的部分，因为......

  

distance_type：用于表示距离的有符号整数类型   两个容器的迭代器之间。这种类型必须相同   作为迭代器的距离类型。

但这并没有真正回答这个问题，但看看size_type和size_t如何不同（或可以）是很有趣的。关于你的问题，请参阅（和投票）@AnalogFile的答案，因为我认为这是正确的。

Answer 5

来自§18.2/ 6

  

类型size_t是一个实现定义的无符号整数类型，其大小足以包含任何对象的字节大小。

因此，如果您可以分配一个大小无法用size_t表示的对象，那么它将使实现不符合。

Answer 6

要添加到“标准”答案，还要注意stxxl项目，该项目应该能够使用磁盘存储（可能通过扩展，网络存储）处理数TB的数据。例如，请参阅header of vector，将size_type（line 731和line 742）定义为uint64。

这是使用尺寸大于内存所能承受的容器的一个具体示例，或者即使系统的整数也可以处理。

Answer 7

不一定。

我假设size_type是指大多数STL容器中的typedef？

如果是这样，那么只是因为size_type被添加到所有容器中 只使用size_t意味着STL保留了制作权 size_type他们喜欢的任何类型。 （默认情况下，在所有实现中我都知道 size_type是size_t的typedef。