在C++中什么时候需要使用'int'？

Question

我知道标题看起来有点傻，但请耐心听我说一下。

自从我开始使用 size_t 和 ptrdiff_t 以来，就再也没有用过 int 了，至少我能记得的有这么久。

我最近记得使用的唯一整数数据类型属于以下某一类别之一：

1. (无符号) 整数与内存中某些数据结构（例如 vector）中的索引相关联。
   几乎总是，此类情况下最适合使用的类型为 size_t （或者如果你想多做一些努力，则是 ...::size_type）。
   即使该整数实际上并不代表索引，通常它仍然与某个索引相关联，因此 size_t 仍然适用。

2. size_t 的有符号版本。在许多情况下，对于此类问题，似乎最适合的类型是 ptrdiff_t，因为通常情况下，当您需要此类型时，您正在使用迭代器--因此对它们来说，size_t 和 ptrdiff_t 都是适用的。

3. long。我偶尔需要这个用于 _InterlockedIncrement（参考计数）。

4. (unsigned) long long，用于保存文件大小。

5. unsigned int 或 unsigned long，用于 "计数" 目的（例如，每 100 万次迭代，更新 UI）。

6. unsigned char，用于对内存进行原始字节级访问。
   (附注：我从未发现使用过 signed char 的场景。)

7. intptr_t 和 uintptr_t，偶尔用于存储操作系统句柄、指针等。

重要的是，int 的一个特定方面是您不应该溢出它（因为这是未定义行为），因此您甚至不能可靠地将其用于计数--尤其是如果您的编译器将其定义为 16 位。

那么，何时应该使用 int 呢（除了当你的依赖项已经要求使用它时）？
在新编写的可移植代码中，现在是否还有任何真正的用途？

- user541686

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在什么情况下定义 operator++(int) ? :) - Yuushi

请阅读此文: https://dev59.com/w3RB5IYBdhLWcg3wCjjO简述： int 是一个内置类型，而 size_t 是一个宏定义。int 可以表示负数，这对于... 数学运算来说很有用吗？是认真的。 - KSchmidt

@KSchmidt 无论它被编译成什么，它仍然是一个无符号类型。 - Yuushi

@KSchmidt 我怀疑在大多数实现中，size_t和ptrdiff_t没有被typedef为(unsigned) int。long除外（64位Windows除外）。 - Daniel Fischer

@KSchmidt 我并不质疑有符号的32位整数类型的实用性。我质疑你在上面的评论中声称 size_t/ptrdiff_t 在大多数实现中都被 typedef 为 (unsigned) int。在大多数64位平台上它们并不是，即使在我的32位平台上，它们在我使用的所有编译器中都被 typedef 为 (unsigned) long。 - Daniel Fischer

Answer 1

最重要的理由是可读性（以及简单的数学）。

long weeklyHours = daysWorked * hoursPerDay;

"好的...不过再说一遍，人类每周实际需要工作多少小时才需要一个长的时间呢？"

size_t weeklyHours = daysWorked * hoursPerDay;

"等一下...我们是在使用 weeklyHours 来遍历向量吗？"

unsigned int weeklyHours = daysWorked * hoursPerDay;

"足够清晰。" - 如果任何一个数值可以为负数，可能会导致错误（这是逻辑的一部分 - 这可能是一种考虑休假或离开时间的方式，但不重要）

int weeklyHours = daysWorked * hoursPerDay;

"好的，很简单。我明白这段代码在做什么了。"

- Luchian Grigore

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我不理解，这不应该使用unsigned int吗？为什么允许负数，当在你的代码中应该没有负数？ - user541686

我认为unsigned weeklyHours = daysWorked * hoursPerDay;看起来最易读，但我可以理解这可能会有争议，所以点赞。不过希望能有更有说服力的建议。 ;) - user541686

@Mehrdad 我知道使用 unsigned 的优点，但对我个人来说，它只让我想到溢出和位操作。 - Luchian Grigore

哈哈... 我的情况正好相反。当我看到 int 时，我首先想到的是，天啊，这个会不会溢出？！然后我想到的第二件事是，它什么时候是负数？ - user541686

@Mehrdad 我同意Luchian的观点，无符号值溢出时你将毫无察觉 - 如果你的无符号值为0，并且至少减去1，那么它会变成一个巨大的数。对于大多数情况来说，int类型的值范围足够表示，并且不会出现“哎呀，我减了1，现在得到了一个巨大的数”的问题。 - KSchmidt

@Mehrdad：通常情况下，当只需要额外值从2^31...2^32左右时，使用int可能会溢出，而使用unsigned则是安全的...这种情况比在表达式中生成（即使只是临时的）“错误”0值要少得多。 - Tony Delroy

Answer 2

Luchian提出了一些很好的易读性观点，我将添加一些技术上的观点:

编译器期望选择一个对于处理高效的int大小，而long可能不是（每操作风险更多的CPU周期，更多的机器代码字节，需要更多的寄存器等）。 使用带符号类型可以消除一些错误，例如： abs(a - b)数学上看起来没问题，但在b>a且它们无符号时不能给出直观结果 int second_delta = (x.seconds - y.seconds) + (x.minutes - y.minutes) * 60; if(pending - completed > 1) kick_off_threads(); 在需要积分标记值时，通常使用-1：对于无符号类型，这将被转换为最大可能值，但这可能会导致误解和编码错误（例如if（x> = 0）测试非标记） 此外，有许多隐式转换可以在有符号和无符号整数之间进行-重要的是要理解，无符号类型很少有助于强制实施"非负"不变量：如果这是吸引人的部分，则最好编写具有构造函数和运算符以强制执行不变量的类。

就易读性而言，int表示需要清晰跨越问题域的数字的一般需求-这可能过度，但是众所周知这在机器代码操作和CPU周期中很便宜，因此是一般整数存储的首选类型。如果您开始使用unsigned char存储某人的年龄-它不仅不能很好地与operator<<（std :: ostream＆...）配合使用，而且会引发类似于“是否有必要在这里保存内存？”（对于基于栈的变量尤其令人困惑），"是否有意将其视为用于I / O或IPC目的的二进制数据？“或甚至”是否是已知单个数字年龄以ASCII形式存储的？“如果某些东西最终可能会在寄存器中，int是自然的大小。

- Tony Delroy

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+1 表示 abs(a-b)。我曾经遇到过类似的 bug，花了很长时间才弄清楚问题所在。 - Leo

Answer 3

我终于找到了一个好的用例：

int 是存储整数对数的完美选择，例如地图上的缩放级别。

short 通常没有足够的精度（平滑鼠标滚轮的旋转可以非常精确），而 long 则通常比我们需要的更精确。
我们肯定需要负值，因此不应使用无符号类型。因此，int 很适合这个任务。

- user541686

Answer 4

假设您正在为银行账户编写程序。如果您取出的金额过多（某些账户允许您这样做，但需要缴纳罚款），那么您将需要以某种方式表示负值。

- KSchmidt

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在我看来，银行账户应该使用long long数据类型，例如美国目前的预算等。=P - user541686

@LuchianGrigore那么问题是什么？一个单一的有符号变量类型？那么那些基于大量#define的类型呢，但是没有人对此有问题吗？完全令人困惑。 - KSchmidt

@KSchmidt 是的，我也这么认为。OP提供了“long”作为替代方案，它是有符号的。 - Luchian Grigore