数组索引的类型：有符号/无符号整数优势

Question

在C ++中，数组索引的默认大小是size_t，在大多数x86-64平台上是64位 unsigned 64位整数。我正在为我的高性能计算库构建我自己的std :: vector类（其中一个主要原因是我希望这个类能够获取指针的所有权，std :: vector不会提供）。对于数组索引的类型，我想要使用：

• 为size_t
• 我自己的index_t将是签名的 int或长签名的int，具体取决于我的程序

优点或使用有符号整数优于无符号整数，例如

for (index_t i = 0; i < v.size() - 1; ++i)

就像是支持者一样（使用无符号整数，当v的大小为0时，这个循环会变得疯狂）

for (index_t i = v.size() - 1; i >= 0; --i)

应该像它应该的那样，以及许多其他的优点。

在性能方面，它甚至看起来更好一些

a + 1 < b + 1

可以减少到＆lt; b带有符号整数（溢出未定义），而不是无符号整数。唯一的优势表现似乎是a / = 2可以简化为无符号整数的移位操作，但不能用带符号的整数。

我想知道为什么C ++委员会决定为size_t使用 unsigned 整数，因为它似乎引入了很多痛苦而且只有很少的优点。

Answer 1

使用无符号类型作为索引或大小的动机 该标准基于仅与16位相关的约束 机器。 C ++中任何整数类型的自然类型是 int，这应该是应该使用的;就像你一样 注意到，尝试在C ++中使用无符号类型作为数值 充满了问题。如果你担心尺寸 如此之大，以至于它们不适合int，ptrdiff_t 是合适的;毕竟，这就是它的类型 指针或迭代器的减法结果。 （事实是这样的 v.size()的类型与v.end() - v.begin()不同 真的是标准库中的设计缺陷。）

Answer 2

对我来说，无符号大小总是最有意义，因为你不能在数组中有-32个元素，将大小/长度一直视为有符号数量是非常可怕的。

您提到的角落案例可以编码，您可以例如如果v对于第一种情况为空（它看起来不常见，迭代除了最后一种情况之外的所有元素？），则在输入之前中止循环。