c++ - 数组索引类型 : signed/unsigned integer avantages

Question

在 C++ 中，数组索引的默认大小是 size_t，它是大多数 x86-64 平台上的 64 位无符号 64 位整数。我正在为我的高性能计算库构建自己的 std::vector 类(主要原因之一是我希望此类能够取得指针的所有权，而 std::vector 没有提供)。对于数组索引的类型，我正在考虑使用:

• size_t
• 我自己的 index_t 是一个signed int 或 long signed int，这取决于我的程序

与无符号整数相比，使用有符号整数的优点很多，例如

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

像它应该的那样工作(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)

工作正常，还有许多其他优点。在性能方面，它甚至似乎要好一些

a + 1 < b + 1

可以简化为带符号整数的 a < b(溢出未定义)，而不是无符号整数的情况。唯一的性能优势似乎是 a/= 2 可以简化为使用无符号整数而不是带符号整数的移位操作。

我想知道为什么 C++ 委员会决定对 size_t 使用无符号整数，因为它似乎带来了很多痛苦，而只有很少的优势。

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，这可能是应该使用的；正如你注意到，试图在 C++ 中使用无符号类型作为数值充满了问题。如果您担心尺码太大以至于它们不适合 int, ptrdiff_t会合适；毕竟，这是减去指针或迭代器的结果。 (事实是v.size() 的类型不同于 v.end() - v.begin() 是确实是标准库中的设计缺陷。)