size_t是否总是无符号的？

Question

问题：size_t类型始终是无符号的吗？例如，对于size_t x，是否始终有x > = 0？

- peterchen

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可能是一个重复问题 unsigned int vs. size_t。 - jww

如果你来到这里，很可能你正在寻找ptrdiff_t（或intrptr_t）。对于长度小于PTRDIFF_MAX的字符数组，std::ptrdiff_t充当了std::size_t的有符号对应类型：它可以存储任何类型的数组的大小，并且在大多数平台上，它与std::intptr_t同义。参见：https://dev59.com/PlsW5IYBdhLWcg3wXmO5 - Andrew

ssize_t 不是有符号的 size_t。它只能保证支持有符号值-1，虽然在Posix上可能有效，但在Windows上它是一个无符号类型。 - Dwedit

Answer 1

是的。通常它被定义为类似下面这样的东西（在32位系统上）：

typedef unsigned int size_t;

参考资料：

C++标准第18.1节定义了size_t位于<cstddef>中，该库在C标准中描述为<stddef.h>。
C标准第4.1.5节将size_t定义为sizeof运算符结果的无符号整数类型。

- Mehrdad Afshari

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嗯，我手头确实有C ++标准，但找不到它，可能是因为它实际上是在C（而不是C99）标准中定义的。我希望有人能找到它，因为我认为这是一个有趣的问题！ - anon

@litb：是的。它并不可靠，但对于这种特定情况，我非常确定operator new使用size_t作为参数进行定义，因此它应该是无符号的。 - Mehrdad Afshari

感谢Mehrdad找到了这个参考资料。 - peterchen

请注意，在64位系统上，size_t通常是64位，而int仍可能是32位；这些都高度依赖于编译器。 - Christoph

@litb：C++2003，27.6.2.5.2定义了这些签名。请注意，第一个块是成员函数（因此不是第一个basic_ostream＆参数），而最后一个块是自由函数。@Mehrdad：C++2003，5.3.4第10段：新表达式将请求的空间量作为类型为std::size_t的分配函数的第一个参数传递，与http://www.cplusplus.com/reference/std/new/operator%20new/中相同。 - David Rodríguez - dribeas

Answer 2

根据1999年的ISO C标准（C99），size_t是一个至少16位的无符号整数类型（见第7.17节和7.18.3节）。此标准还建议，如果可能的话，size_t不应该具有比long更大的整数转换级别，即如果遵循此建议，则将size_t强制转换为unsigned long就不会出现问题。1989年的ANSI C标准（ANSI C）没有提及最小大小或推荐的转换级别。1998年的ISO C++标准（C++98）（以及C++0x的当前草案）参考了C标准。第18.1节如下所述：

内容与标准的C库头文件<stddef.h>相同[...]

根据第1.2节，这意味着由1990年的ISO C标准（C90）定义的库，包括其1995年的第一次修订（C95）：

ISO/IEC 9899:1990的第7条和ISO/IEC 9899/Amd.1:1995的第7条描述的库在此后称为标准C库。

关于size_t的部分应继承自ANSI C：除了正文和节号之外，C90和ANSI C的标准相同。我需要一份规范修订副本才能确定stddef.h没有任何相关更改，但我怀疑这点。最小大小似乎是由stdint.h引入，即C99。请还考虑C++98第1.2节中的以下引用：

所有标准均可能进行修订， 并且基于本国际标准的协议方 被鼓励调查应用下面所指出的 最新版本的标准的可能性。

- Christoph

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@Neil，他必须采用C标准，因为C++标准委派给它 :) 它本身不定义size_t :) （翻译：@Neil必须按照C标准来操作，因为C++标准将其委托给C标准。C++标准本身并没有定义size_t。） - Johannes Schaub - litb

是的，但C++标准没有引用C99标准。 - anon

我曾经认为C89/C95标准要求size_t至少为16位。但看起来只有C99有这个要求，而且至少为65535。 - Johannes Schaub - litb

它说它参考了C99，但对于库来说，它是指C90和C95。在1.2/2中，它说：“描述的库... C90和... C95在此后称为'Standard C Library'”。因此，当它指定cstddef的内容时，它是指C89（以及修正案C95，据我所知，这是C89的TC。就像C++03对C++98一样）（另一个时间由17.4.1.2/4指定）。 - Johannes Schaub - litb

@litb：你说得对，谢谢；我只是做了一个快速搜索，不知怎么找不到规范的参考资料；我会再编辑一些内容。 - Christoph

Answer 3

是的，size_t保证是无符号类型。

- nos

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这不再被认为是一个好的回答。仅仅陈述事实并不是一个真正的回答，需要提供某种形式的理由或证明。 - Maarten Bodewes

Answer 4

根据标准，它是无符号的，但我记得一些旧实现在typedef中使用了有符号类型。从旧版GCC文档中可以看到：size_t类型和GCC 2.4之前的版本存在潜在问题。ANSI C要求size_t始终为无符号类型。为了与现有系统的头文件兼容，GCC将stddef.h中的size_t定义为系统sys/types.h定义的任何类型。大多数在sys/types.h中定义size_t的Unix系统将其定义为有符号类型。库中的某些代码依赖于size_t为无符号类型，并且如果它是有符号的，则无法正常工作。我不确定防范这种情况有多重要。我的代码假定它是无符号的。

- Michael Burr

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我认为每个人都知道它很可能是无符号的，但除非有人能够引用相关的标准文档，否则我们永远不会确定。 - anon

目前我手头没有标准文档（虽然我相信所有相关的标准C90、C99以及C++98及以上版本都要求它是无符号类型），但是我想指出的是，无论标准如何，在某些特定情况下size_t可能是有符号类型，这是非常重要的例外。 - Michael Burr

现在已经有回答引用了C99来解决这个问题。但是，把这个答案留给那些遇到(旧)编译器/基本库意外问题的人可能是个好主意。 - Maarten Bodewes

Answer 5

size_t应该遵循C标准的相同定义，在C++标准的多个地方，它意味着它是无符号的自然数（特别是在分配器模板参数定义中）。

在C++标准的第18.1节（ISO/IEC 14882 - 第一版1998-01-01）中：

表15列出了已定义类型：ptrdiff_t和size_t

3 内容与标准C库头文件相同，但以下更改： 4 宏NULL在此国际标准中是一个实现定义的C++空指针常量（4.10）。

在此国际标准中，宏offsetof接受一组受限制的类型参数。类型应为POD结构或POD联合（第9条）。将offsetof宏应用于静态数据成员或函数成员字段的结果是未定义的。 另请参见：子句5.3.3，Sizeof，子句5.7，加法运算符，子句12.5，自由存储区以及ISO C子句7.1.6。

- njsf

Answer 6

哦，这太糟糕了：

vector<MyObject> arr;
Fill(arr);
size_t size = arr.size();
for(size_t i = 1; i < size - 1; ++i)
{
  auto obj = arr[i];
  auto next = arr[i+1];
}

现在考虑 arr 为空的使用情形。

- Menno Deij - van Rijswijk

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是的，但你能展示一下如何用惯用方式使上述代码正确吗？ 严格来说，这不是对楼主问题的回答。 - user643011