size_t проти uintptr_t

Стандарт C гарантує, що size_tце тип, який може містити будь-який індекс масиву. Це означає, що, логічно, size_tмає бути можливість утримувати будь-який тип вказівника. Я читав на деяких сайтах, які з’ясував у Google, що це законно та / або завжди має працювати:

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

Тоді в C99 стандарт представив типи intptr_tта uintptr_tтипи, які підписують та підписують типи, гарантовано вміщуючи покажчики:

uintptr_t p = (size_t) v;

Тож у чому різниця між використанням size_tта uintptr_t? Обидва не підписані, і обидва повинні мати можливість утримувати будь-який тип вказівника, тому вони здаються функціонально однаковими. Чи є якась реальна вагома причина використовувати uintptr_t(а ще краще, а void *), а не size_tіншу, ніж ясність? Чи є в непрозорій структурі, де поле буде оброблятися лише внутрішніми функціями, чи немає цього?

Таким же чином, ptrdiff_tбув підписаний тип, здатний утримувати різницю покажчиків, а отже, здатний утримувати більшість будь-яких вказівників, тож чим його відрізняти intptr_t?

Чи не всі ці типи в основному обслуговують тривіально різні версії однієї функції? Якщо ні, то чому? Що я не можу зробити з одним із них, що я не можу зробити з іншим? Якщо так, то чому C99 додав до мови два по суті зайвих типи?

Я готовий ігнорувати функціональні покажчики, оскільки вони не стосуються поточної проблеми, але сміливо їх згадую, оскільки у мене є підозрілі припущення, що вони будуть центральними у "правильній" відповіді.

size_tце тип, який може містити будь-який індекс масиву. Це означає, що, логічно, розмір_t повинен мати можливість утримувати будь-який тип вказівника

Не обов'язково! Скажімо, поверніться до часів сегментованої 16-бітної архітектури, наприклад: масив може бути обмежений одним сегментом (так size_tби зробив 16-розрядний ), Але у вас може бути декілька сегментів (тому intptr_tдля вибору потрібен 32-бітний тип відрізок, а також зміщення всередині нього). Я знаю, що це звучить дивно в ці дні рівномірно несегментованих несегментованих архітектур, але стандартне ОБОВ'ЯЗКОВО потребує широкого розмаїття, ніж "що нормально в 2009 році", ви знаєте! -)

Щодо вашої заяви:

"Стандарт C гарантує, що size_tце тип, який може містити будь-який індекс масиву. Це означає, що, логічно, size_tмає бути можливість утримувати будь-який тип вказівника."

Це насправді помилковість (помилкове уявлення внаслідок неправильного міркування) ^(а) . Ви можете подумати, що останнє випливає з першого, але це насправді не так.

Покажчики та індекси масивів - це не одне і те ж. Цілком правдоподібно передбачити відповідну реалізацію, яка обмежує масиви до 65536 елементів, але дозволяє покажчикам адресувати будь-яке значення в масивний 128-бітний адресний простір.

C99 стверджує, що верхня межа size_tзмінної визначається SIZE_MAXі може бути такою низькою, як 65535 (див. C99 TR3, 7.18.3, без змін у C11). Покажчики були б досить обмеженими, якби вони були обмежені цим діапазоном у сучасних системах.

На практиці ви, ймовірно, виявите, що ваше припущення справедливо, але це не тому, що стандарт це гарантує. Тому що це насправді не гарантує.

^(а) Це , до речі, не є якоюсь формою особистої атаки, а лише вказати, чому ваші твердження помилкові в контексті критичного мислення. Наприклад, такі міркування також недійсні:

Всі цуценята милі. Ця річ мила. Тому ця річ повинна бути цуценятою.

Симпатичність чи інакше цуценя тут не має жодного стосунку, я лише констатую, що два факти не призводять до висновку, адже перші два речення дозволяють існувати милі речі, які не є цуценятами.

Це схоже на ваше перше твердження, не обов'язково наказуючи друге.

Я дозволю, щоб усі інші відповіді стояли на собі щодо міркувань із обмеженнями сегментів, екзотичними архітектурами тощо.

Чи не достатньо простої різниці в назвах , щоб використовувати належний тип для належної речі?

Якщо ви зберігаєте розмір, використовуйте size_t. Якщо ви зберігаєте вказівник, використовуйте intptr_t. Людина, що читає ваш код, миттєво дізнається, що "ага, це розмір чогось, ймовірно, в байтах", і "о, ось значення вказівника з певних причин зберігається як ціле число".

В іншому випадку ви могли просто використовувати unsigned long(або, у ці тут сучасні часи unsigned long long), для всього. Розмір - це не все, назви типів мають значення, яке корисно, оскільки це допомагає описати програму.

Можливо, що розмір найбільшого масиву менший за вказівник. Подумайте про сегментовані архітектури - покажчики можуть бути 32-бітовими, але один сегмент може мати адресу лише 64 КБ (наприклад, стара архітектура 8086 реального режиму).

Хоча вони вже не часто використовуються в настільних машинах, стандарт C призначений для підтримки навіть невеликих спеціалізованих архітектур. Досі існують вбудовані системи, наприклад, з 8 або 16 бітними процесорами.

Я б подумав (і це стосується всіх типів назв), що він краще передає ваші наміри в коді.

Наприклад, навіть якщо unsigned shortі wchar_tмають той же розмір на Windows (я думаю), використовуючи wchar_tзамість unsigned shortпоказує намір , що ви будете використовувати його для зберігання широкого характеру, а не просто якимось - то довільне числа.

Дивлячись і вперед, і вперед, і нагадуючи, що різні архітектурні дивні форми були розкидані по пейзажу, я впевнений, що вони намагалися обернути всі існуючі системи, а також забезпечити всі можливі майбутні системи.

Тож впевнене, що, як все налагоджувалося, нам досі потрібно не так багато типів.

Але навіть у LP64, досить поширеній парадигмі, для інтерфейсу системного виклику нам знадобилися size_t та ssize_t. Можна уявити собі більш обмежену спадщину чи майбутню систему, коли використання повного 64-розрядного типу є дорогим, і вони можуть захотіти заїхати на операційні входи / виводи більше 4 Гб, але все ще мають 64-бітні покажчики.

Я думаю, що вам доведеться задуматися: що може бути розроблено, що може прийти в майбутньому. (Можливо, 128-розрядні вказівники з розподіленою системою в Інтернеті, але не більше 64 біт в системному виклику, або, можливо, навіть "спадковий" 32-бітний ліміт. .

Також подивіться, що тоді існувало. Окрім моделей пам'яті в реальному режимі на мільйон 286, як щодо 60-бітових мейнфреймів слів / 18-бітових вказівників CDC? Як щодо серії Cray? Не майте на увазі нормальних ILP64, LP64, LLP64. (Я завжди вважав, що мікрософт претендує на LLP64, це повинен був бути P64.) Я, безумовно, можу уявити, що комітет намагається охопити всі бази ...

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;
}

Маючи на увазі, що intptr_t завжди повинен замінювати size_t та візу.