Question

C标准保证size_t是一种可以容纳任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，size_t应该能够保存任何指针类型。我在Googles上发现的一些网站上看到这是合法的和/或应该始终有效：

void *v = malloc(10);
size_t s = (size_t) v;

然后在C99中，标准引入了intptr_t和uintptr_t类型，它们是有符号和无符号类型，保证能够保存指针：

uintptr_t p = (size_t) v;

那么使用size_t和uintptr_t之间有什么区别？两者都是无符号的，并且两者都应该能够保存任何指针类型，因此它们在功能上看起来相同。除了清晰度之外，是否有任何真正令人信服的理由使用uintptr_t（或者更好，void *）而不是size_t？在一个不透明的结构中，字段只能由内部函数处理，有没有理由不这样做？

出于同样的原因，ptrdiff_t是一个能够保持指针差异的签名类型，因此能够容纳大多数指针，那么它与intptr_t的区别是什么？

是不是所有这些类型基本上都服务于同一功能的不同版本？如果没有，为什么？对于其中一个我不能用另一个做什么我不能做什么？如果是这样，为什么C99会在语言中添加两种基本上多余的类型？

我愿意忽略功能指针，因为它们不适用于当前的问题，但随意提及它们，因为我怀疑它们将是“正确”答案的核心。

Answer 1

size_t是一种可以保存任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，size_t应该能够保持任何指针类型

不一定！回到分段16位架构的时代，例如：一个数组可能仅限于一个段（因此16位size_t会这样做）但是你可以有多个段（所以一个32位{选择段以及其中的偏移量需要{1}}类型。我知道这些事情听起来很奇怪，这些日子是统一可寻址的未分段架构，但标准必须提供比“2009年的正常情况”更广泛的品种，你知道！ - ）

Answer 2

关于你的陈述：

“C标准保证size_t是一种可以保存任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，size_t应该能够保存任何指针类型。”

这实际上是一种谬误（由于错误推理导致的误解）^（a）。你可以认为后者来自前者，但事实并非如此。

指针和数组索引不是一回事。设想一个符合条件的实现将数组限制为65536个元素，但允许指针将任何值解析为一个巨大的128位地址空间，这是非常合理的。

C99指出size_t变量的上限由SIZE_MAX定义，这可以低至65535（参见C99 TR3,7.18.3，在C11中保持不变）。如果在现代系统中将指针限制在这个范围内，则指针会相当有限。

在实践中，你可能会发现你的假设成立，但那不是因为标准保证了它。因为它实际上不保证它。

^（a）顺便说一下，这是不某种形式的人身攻击，只是说明为什么你的陈述在批判性思维的背景下是错误的。例如，以下推理也无效：

所有的小狗都很可爱。这件事很可爱。因此，这件事必须是一只小狗。

puppiess的可爱或其他方面在这里没有任何影响，我所说的只是两个事实并不能得出结论，因为前两个句子允许存在 not < / em>小狗。

这类似于你的第一句话，不一定要求第二句。

Answer 3

我会让所有其他答案代表他们自己对段限制，异国情调架构等的推理。

名称中的简单差异是否足以使用正确的类型才能正确使用？

如果您要存储尺寸，请使用size_t。如果您要存储指针，请使用intptr_t。阅读代码的人会立即知道“啊哈，这是某个东西的大小，可能以字节为单位”，“哦，这里的指针值由于某种原因存储为整数”。

否则，您可以使用unsigned long（或者，在这些现代，unsigned long long）来处理所有事情。大小不是一切，类型名称带有有用的含义，因为它有助于描述程序。

Answer 4

最大数组的大小可能小于指针。考虑分段体系结构 - 指针可能是32位，但单个段可能只能处理64KB（例如旧的实模式8086体系结构）。

虽然这些在桌面计算机中不常用，但C标准旨在支持甚至小型的专用架构。例如，仍然有8或16位CPU开发嵌入式系统。

Answer 5

我会想象（这适用于所有类型名称）它更能在代码中传达您的意图。

例如，即使unsigned short和wchar_t在Windows上的大小相同（我认为），使用wchar_t代替unsigned short也表示您将使用它存储一个宽字符，而不仅仅是一些任意数字。

Answer 6

向后看和向后看，并回想起各种奇怪的架构分散在景观中，我很确定他们正在尝试包装所有现有系统，并提供所有可能的未来系统。

当然，事情已经解决了，我们到目前为止还没有那么多类型。

但即使在LP64这个相当常见的范例中，我们也需要size_t和ssize_t作为系统调用接口。可以想象一个更受限制的遗留系统或未来系统，使用完整的64位类型是昂贵的，他们可能想要在大于4GB但仍然具有64位指针的I / O操作上发挥作用。

我认为你不得不怀疑：可能已经开发了什么，将来可能会发生什么。（也许是128位分布式系统互联网范围的指针，但系统调用不超过64位，或者甚至可能是“遗留”32位限制。:-)遗留系统可能获得新C编译器的图像..

另外，看看周围存在的东西。除了zillion 286实模式内存模型外，CDC 60位字/ 18位指针主机怎么样？ Cray系列怎么样？别介意普通的ILP64，LP64，LLP64。（我一直认为微软对LLP64很有说服力，应该是P64。）我当然可以想象一个委员会试图覆盖所有基地...

Answer 7

int main(){
  int a[4]={0,1,5,3};
  int a0 = a[0];
  int a1 = *(a+1);
  int a2 = *(2+a);
  int a3 = 3[a];
  return a2;
}

暗示intptr_t必须始终替换size_t，反之亦然。

size_t vs. uintptr_t

7 个答案: