Що таке розмір_t в С?

Я плутаюсь size_tв C. Я знаю, що він повертається sizeofоператором. Але що це саме? Це тип даних?

Скажімо, у мене є forцикл:

for(i = 0; i < some_size; i++)

Чи варто використовувати int i;або size_t i;?

З Вікіпедії :

Відповідно до стандарту ISO C 1999 (C99), size_tце цілочисельний тип без підпису принаймні 16 біт (див. Розділи 7.17 та 7.18.3).

size_tце неподписаний тип даних, визначений декількома стандартами C / C ++, наприклад, стандартом C99 ISO / IEC 9899, ​​визначеним в stddef.h. 1 Його можна додатково імпортувати шляхом включення, stdlib.hоскільки цей файл внутрішньо включає підрозділ stddef.h.

Цей тип використовується для представлення розміру об'єкта. Функції бібліотеки, які приймають або повертають розміри, очікують, що вони будуть типовими або мають тип повернення size_t. Крім того, розмір оператора на основі компілятора, який найчастіше використовується, повинен оцінювати до постійного значення, сумісного з size_t.

Як наслідок, size_tтип гарантовано містить будь-який індекс масиву.

size_t- це непідписаний тип. Отже, він не може представляти жодних негативних значень (<0). Ви використовуєте це, коли щось рахуєте, і впевнені, що це не може бути негативним. Наприклад, strlen()повертає a, size_tоскільки довжина рядка повинна бути не менше 0.

У вашому прикладі, якщо ваш індекс циклу буде завжди більшим за 0, це може мати сенс використовувати size_tабо будь-який інший неподписаний тип даних.

Використовуючи size_tоб'єкт, ви повинні переконатися, що у всіх контекстах, якими він використовується, включаючи арифметичні, ви хочете негативні значення. Наприклад, скажімо, у вас є:

size_t s1 = strlen(str1);
size_t s2 = strlen(str2);

і ви хочете знайти різницю довжин str2і str1. Ви не можете:

int diff = s2 - s1; /* bad */

Це тому, що присвоєне значення diffзавжди буде додатним числом, навіть коли s2 < s1, тому що обчислення проводиться з непідписаними типами. У цьому випадку, залежно від випадку використання, можливо, вам буде краще використовувати int(або long long) для s1та та s2.

У C / POSIX є деякі функції, які можна / повинні використовувати size_t, але не через історичні причини. Наприклад, другим параметром до fgetsідеально має бути size_t, але є int.

size_t це тип, який може містити будь-який індекс масиву.

Залежно від реалізації, це може бути будь-який із:

unsigned char

unsigned short

unsigned int

unsigned long

unsigned long long

Ось як size_tвизначено в stddef.hмоїй машині:

typedef unsigned long size_t;

Якщо ви емпіричний тип ,

echo | gcc -E -xc -include 'stddef.h' - | grep size_t

Вихід для 64-розрядного GCC 4.8 для Ubuntu 14.04:

typedef long unsigned int size_t;

Зверніть увагу, що stddef.hпередбачено GCC, а не glibc, передбаченим src/gcc/ginclude/stddef.hу GCC 4.2.

Цікаві виступи C99

• mallocбере size_tаргумент, тому він визначає максимальний розмір, який може бути виділений.

  А оскільки він також повертається sizeof , я думаю, що це обмежує максимальний розмір будь-якого масиву.

  Дивіться також: Який максимальний розмір масиву в C?

Сторінка сторінки для type.h говорить:

size_t повинен бути непідписаним цілим числом

Оскільки про це ніхто ще не згадував, головне мовне значення size_tполягає в тому, що sizeofоператор повертає значення цього типу. Точно так само головне значення ptrdiff_tполягає в тому, що віднімання одного вказівника від іншого дасть значення цього типу. Функції бібліотеки, які приймають це, роблять це, тому що вони дозволять таким функціям працювати з об'єктами, розмір яких перевищує UINT_MAX в системах, де такі об'єкти могли існувати, не примушуючи абонентів витрачати код, передаючи значення, більше, ніж "непідписаний int" у системах, де тип більшого типу вистачило б на всі можливі об’єкти.

Щоб розібратися, чому size_t потрібно існувати, і як ми сюди потрапили:

У прагматичному плані size_tіptrdiff_t гарантовано будуть 64 біта на реалізацію 64-бітної, 32 біта на реалізацію 32-бітної, і так далі. Вони не могли змусити жодного наявного типу означати це для кожного компілятора, не порушуючи застарілого коду.

А size_tабо ptrdiff_tнеобов'язково те саме, що intptr_tабо uintptr_t. Вони відрізнялися від певних архітектур , які до сих пір були у використанні , коли size_tі ptrdiff_tбули додані до Стандарту в кінці 80 - х років, і стає застарілим , коли C99 додано багато нових типів , але ще не пройшли (наприклад, 16-розрядної Windows). У x86 в 16-бітному захищеному режимі була сегментована пам'ять, де найбільший можливий масив або структура може бути розміром лише 65 536 байт, але farвказівник повинен бути на 32 біта ширше, ніж регістри. За тими, intptr_tбуло б 32 біт шириною, але size_tіptrdiff_tможе бути шириною 16 біт і вміщуватися в регістр. І хто знав, про яку операційну систему може бути написано в майбутньому? Теоретично архітектура i386 пропонує 32-бітну модель сегментації з 48-бітовими покажчиками, яку жодна операційна система ніколи фактично не використовувала.

Тип зміщення пам’яті не міг бути, longоскільки передбачається занадто багато застарілого коду, який longстановить рівно 32 біти. Це припущення навіть було вбудовано в API UNIX та Windows. На жаль, багато інших застарілих кодів також припускали, що a longдостатньо широкий, щоб вмістити покажчик, зсув файлу, кількість секунд, що минули з 1970 року тощо. Тепер POSIX надає стандартизований спосіб примусити останнє припущення бути істинним замість першого, але жодне з них не може робити переносного припущення.

Це не могло бути, intтому що лише крихітна жменька компіляторів у 90-х зробила int64 біти ширшими. Тоді вони дійсно стали дивними, тримаючи long32 біти в ширину. Наступна редакція Стандарту визнала його незаконним для intширшого, ніж 32-бітну ширину long, але intв більшості 64-бітних систем.

Це не могло бути long long int, що все одно було додано пізніше, оскільки це було створено для ширини принаймні 64 біт навіть у 32-бітних системах.

Отже, потрібен був новий тип. Навіть якщо б це не було, всі ці інші типи означали щось інше, ніж зсув у масиві чи об’єкті. І якщо був би один урок з фіаско 32-до-64-бітової міграції, то слід було б конкретно визначити, які властивості потрібно мати типу, а не використовувати той, який означав різні речі в різних програмах.

size_tі intне є взаємозамінними. Наприклад, для 64-розрядних Linux size_tрозмір 64-бітових (тобто sizeof(void*)), але int32-розрядний.

Також зауважте, що size_tце не підписано. Якщо вам потрібна підписана версія, то вона є ssize_tна деяких платформах, і це буде більш доречним для вашого прикладу.

Як правило , я б запропонував використовувати intдля більшості загальних випадків і використовувати тільки size_t/ ssize_tколи існує конкретна потреба в ній (з mmap(), наприклад).

Загалом, якщо ви починаєте з 0 і піднімаєтеся вгору, завжди використовуйте неподписаний тип, щоб уникнути переповнення, яке спричинило вас до негативної ситуації. Це вкрай важливо, тому що якщо межа вашої масиви буде меншою, ніж макс вашого циклу, але ваш цикл максимуму буде більшим, ніж макс вашого типу, ви обернетесь негативом і у вас може виникнути помилка сегментації (SIGSEGV ). Отже, взагалі ніколи не використовуйте int для циклу, починаючи з 0 і йдучи вгору. Використовуйте без підпису.

size_t - непідписаний цілочисельний тип даних. У системах, що використовують бібліотеку GNU C, це буде без підпису int або unsigned long int. size_t зазвичай використовується для індексації масивів та підрахунку циклу.

size_t або будь-який неподписаний тип може бути сприйнятий як циклічна змінна, оскільки змінні циклу зазвичай більше або дорівнюють 0.

Коли ми використовуємо об'єкт size_t , ми повинні переконатися, що у всіх контекстах, якими він використовується, включаючи арифметичні, ми хочемо лише негативних значень. Наприклад, наступна програма безумовно дасть несподіваний результат:

// C program to demonstrate that size_t or
// any unsigned int type should be used 
// carefully when used in a loop

#include<stdio.h>
int main()
{
const size_t N = 10;
int a[N];

// This is fine
for (size_t n = 0; n < N; ++n)
a[n] = n;

// But reverse cycles are tricky for unsigned 
// types as can lead to infinite loop
for (size_t n = N-1; n >= 0; --n)
printf("%d ", a[n]);
}

Output
Infinite loop and then segmentation fault

size_tце цілий цільовий тип даних без підпису, який може призначити лише 0 і більше 0 цілих значень. Він вимірює байти будь-якого розміру об'єкта і повертається sizeofоператором. const- це синтаксичне подання size_t, але без constвас можна запустити програму.

const size_t number;

size_tрегулярно використовується для індексації масивів та підрахунку циклу. Якщо компілятор є, 32-bitвін би працював unsigned int. Якщо компілятор є, 64-bitвін би також працював unsigned long long int. Є максимальний розмір, size_tзалежно від типу компілятора.

size_tвже визначають в <stdio.h>файлі заголовка, але він може також визначити з допомогою <stddef.h>, <stdlib.h>, <string.h>, <time.h>, <wchar.h>заголовки.

• Приклад (з const)

#include <stdio.h>

int main()
{
    const size_t value = 200;
    size_t i;
    int arr[value];

    for (i = 0 ; i < value ; ++i)
    {
        arr[i] = i;
    }

    size_t size = sizeof(arr);
    printf("size = %zu\n", size);
}

Вихід -: size = 800

• Приклад (без const)

#include <stdio.h>

int main()
{
    size_t value = 200;
    size_t i;
    int arr[value];

    for (i = 0 ; i < value ; ++i)
    {
        arr[i] = i;
    }

    size_t size = sizeof(arr);
    printf("size = %zu\n", size);
}

Вихід -: size = 800

Наскільки я розумію, size_tце unsignedціле число, розмір біта якого достатньо великий, щоб вмістити вказівник рідної архітектури.

Тому:

sizeof(size_t) >= sizeof(void*)