Co to jest size_t w C?

Mylę się z size_tC. Wiem, że sizeofoperator zwraca go . Ale co to właściwie jest? Czy to typ danych?

Powiedzmy, że mam forpętlę:

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

Czy powinienem użyć int i;lub size_t i;?

Z Wikipedii :

Zgodnie ze standardem ISO C 1999 (C99), size_tjest liczbą całkowitą bez znaku o długości co najmniej 16 bitów (patrz sekcje 7.17 i 7.18.3).

size_tjest niepodpisanym typem danych zdefiniowanym przez kilka standardów C / C ++, np. C99 ISO / IEC 9899, ​​który jest zdefiniowany w stddef.h. 1 Można go dodatkowo zaimportować, dołączając, stdlib.hjak ten plik wewnętrznie zawiera stddef.h.

Ten typ służy do reprezentowania wielkości obiektu. Funkcje biblioteczne, które przyjmują lub zwracają rozmiary, oczekują, że będą typu lub mają typ zwracany size_t. Ponadto najczęściej używany rozmiar operatora oparty na kompilatorze powinien być oceniany na stałą, zgodną z wartością size_t.

Implikacją size_tjest typ, który może przechowywać dowolny indeks tablicy.

size_tjest typem bez znaku. Dlatego nie może reprezentować żadnych wartości ujemnych (<0). Używasz go, gdy coś liczysz, i masz pewność, że nie może to być ujemne. Na przykład strlen()zwraca a, size_tponieważ długość ciągu musi wynosić co najmniej 0.

W twoim przykładzie, jeśli indeks pętli będzie zawsze większy od 0, warto użyć size_tdowolnego innego typu danych bez znaku.

Kiedy używasz size_tobiektu, musisz upewnić się, że we wszystkich kontekstach, w których jest on używany, w tym w arytmetyce, potrzebujesz wartości nieujemnych. Załóżmy na przykład, że masz:

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

i chcesz znaleźć różnicę długości str2i str1. Nie możesz zrobić:

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

Wynika to z faktu, że przypisana wartość diffzawsze będzie liczbą dodatnią, nawet gdy s2 < s1, ponieważ obliczenia są wykonywane dla typów niepodpisanych. W takim przypadku, w zależności od tego, jaki jest twój przypadek użycia, możesz lepiej użyć int(lub long long) dla s1i s2.

W C / POSIX jest kilka funkcji, które mogłyby / powinny być używane size_t, ale nie z powodów historycznych. Na przykład drugi parametr fgetspowinien być idealnie size_t, ale jest int.

size_t jest typem, który może przechowywać dowolny indeks tablicy.

W zależności od implementacji może to być dowolna z następujących opcji:

unsigned char

unsigned short

unsigned int

unsigned long

unsigned long long

Oto, jak size_tzdefiniowano w stddef.hmojej maszynie:

typedef unsigned long size_t;

Jeśli jesteś typem empirycznym ,

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

Wyjście dla Ubuntu 14.04 64-bit GCC 4.8:

typedef long unsigned int size_t;

Należy pamiętać, że stddef.hjest udostępniany przez GCC, a nie glibc src/gcc/ginclude/stddef.hw GCC 4.2.

Ciekawe występy w C99

• mallocprzyjmuje size_tjako argument, więc określa maksymalny rozmiar, jaki można przydzielić.

  A ponieważ jest on zwracany przez sizeof, myślę, że ogranicza maksymalny rozmiar dowolnej tablicy.

  Zobacz także: Jaki jest maksymalny rozmiar tablicy w C?

Strona man dla types.h mówi:

size_t będzie liczbą całkowitą bez znaku

Ponieważ nikt jeszcze o tym nie wspominał, głównym znaczeniem językowym size_tjest to, że sizeofoperator zwraca wartość tego typu. Podobnie, głównym znaczeniem ptrdiff_tjest to, że odjęcie jednego wskaźnika od drugiego da wartość tego typu. Funkcje biblioteczne, które to akceptują, robią to, ponieważ pozwoli to takim funkcjom na pracę z obiektami, których rozmiar przekracza UINT_MAX w systemach, w których takie obiekty mogłyby istnieć, bez zmuszania dzwoniących do marnowania kodu, przekazując wartość większą niż „unsigned int” w systemach, w których większy typ wystarczyłby dla wszystkich możliwych przedmiotów.

Aby size_tdowiedzieć się, dlaczego musi istnieć i jak się tu dostaliśmy:

W kategoriach pragmatycznych size_ti ptrdiff_tsą gwarantowane do 64 bitów szerokości na realizację 64-bitowej, 32 bity szeroki na realizację 32-bitowej, i tak dalej. Nie mogli zmusić żadnego istniejącego typu, aby oznaczał to w każdym kompilatorze bez zerwania starszego kodu.

A size_tlub ptrdiff_tniekoniecznie jest taki sam jak intptr_tlub uintptr_t. Byli różni się w niektórych architekturach, które były nadal w użyciu, kiedy size_ti ptrdiff_tzostały dodane do standardowego w późnych latach 80., kiedy stają się przestarzałe i C99 dodano wiele nowych typów, ale jeszcze nie przeszły (takie jak 16-bitowym systemie Windows). 16-bitowy tryb chroniony x86 miał pamięć segmentową, w której największa możliwa tablica lub struktura mogła mieć jedynie 65 536 bajtów, ale farwskaźnik musiał mieć szerokość 32 bitów, więcej niż rejestry. Na nich intptr_tmiałby 32 bity szerokości, ale size_tiptrdiff_tmoże mieć 16 bitów szerokości i zmieścić się w rejestrze. A kto wiedział, jaki system operacyjny może zostać napisany w przyszłości? Teoretycznie architektura i386 oferuje 32-bitowy model segmentacji z 48-bitowymi wskaźnikami, których żaden system operacyjny nigdy nie używał.

Typ przesunięcia pamięci nie może być, longponieważ o wiele za dużo starszego kodu zakłada się, że longma on dokładnie 32 bity. To założenie zostało nawet wbudowane w interfejsy API UNIX i Windows. Niestety, wiele innych starszych kodów również zakładało, że a longjest wystarczająco szerokie, aby pomieścić wskaźnik, przesunięcie pliku, liczbę sekund, które upłynęły od 1970 roku i tak dalej. POSIX zapewnia teraz ustandaryzowany sposób na wymuszenie, aby to drugie założenie było prawdziwe zamiast pierwszego, ale nie jest to również przenośne założenie.

Nie mogło być tak, intponieważ tylko niewielka garść kompilatorów w latach 90. miała int64 bity szerokości. Potem naprawdę się dziwili, utrzymując longszerokość 32 bitów. Kolejna wersja Standardu uznała, że ​​jest niezgodna z prawem, ponieważ intjest szersza niż long, ale intnadal ma 32 bity szerokości w większości systemów 64-bitowych.

Nie mogło być long long int, co zresztą zostało dodane później, ponieważ zostało utworzone tak, aby miało szerokość co najmniej 64 bitów, nawet w systemach 32-bitowych.

Potrzebny był więc nowy typ. Nawet gdyby tak nie było, wszystkie inne typy oznaczały coś innego niż przesunięcie w tablicy lub obiekcie. A jeśli była jedna lekcja z fiasku migracji od 32 do 64 bitów, to musiała być konkretna, jakie właściwości powinien mieć typ, a nie używać takiej, która oznaczała różne rzeczy w różnych programach.

size_ti intnie są wymienne. Na przykład w 64-bitowym systemie Linux size_tma rozmiar 64-bitowy (tj. sizeof(void*)), Ale intma 32-bit.

Zauważ też, że size_tjest niepodpisany. Jeśli potrzebujesz podpisanej wersji, jest ona dostępna ssize_tna niektórych platformach i byłaby bardziej odpowiednia dla Twojego przykładu.

Jako ogólną zasadę sugerowałbym stosowanie intw większości ogólnych przypadków i używanie size_t/ tylko ssize_twtedy, gdy jest to szczególnie potrzebne ( mmap()na przykład).

Ogólnie rzecz biorąc, jeśli zaczynasz od zera i idziesz w górę, zawsze używaj typu bez znaku, aby uniknąć przepełnienia prowadzącego do sytuacji ujemnej wartości. Jest to niezwykle ważne, ponieważ jeśli granice tablicy są mniejsze niż maksimum pętli, ale maksimum pętli okazuje się większe niż maksimum twojego typu, obejmiesz wartość ujemną i może wystąpić błąd segmentacji (SIGSEGV ). Ogólnie rzecz biorąc, nigdy nie używaj int dla pętli zaczynającej się od 0 i idącej w górę. Użyj niepodpisanego.

size_t jest liczbą całkowitą bez znaku. W systemach korzystających z Biblioteki GNU C będzie to unsigned int lub unsigned long int. size_t jest powszechnie używany do indeksowania tablic i zliczania pętli.

size_t lub dowolny niepodpisany typ może być postrzegany jako zmienna pętli, ponieważ zmienne pętli są zwykle większe lub równe 0.

Kiedy używamy obiektu size_t , musimy upewnić się, że we wszystkich kontekstach jest on używany, w tym arytmetyczny, chcemy tylko wartości nieujemnych. Na przykład następujący program zdecydowanie dałby nieoczekiwany wynik:

// 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_tjest typem danych całkowitych bez znaku, który może przypisać tylko 0 i więcej niż 0 wartości całkowitych. Mierzy bajty dowolnej wielkości obiektu i zwracane przez sizeofoperatora. constjest reprezentacją składni size_t, ale bez constciebie możesz uruchomić program.

const size_t number;

size_tregularnie używane do indeksowania tablic i zliczania pętli. Jeśli jest 32-bitto kompilator , działałoby unsigned int. Jeśli jest 64-bitto kompilator , działałoby to unsigned long long intrównież. Tam dla maksymalnego rozmiaru w size_tzależności od typu kompilatora.

size_tjuż na zdefiniowanie <stdio.h>pliku nagłówka, ale można również zdefiniować przez <stddef.h>, <stdlib.h>, <string.h>, <time.h>, <wchar.h>nagłówków.

• Przykład (z 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);
}

Wynik -: size = 800

• Przykład (bez 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);
}

Wynik -: size = 800

Z mojego zrozumienia size_twynika , że jest unsignedliczbą całkowitą, której rozmiar bitów jest wystarczająco duży, aby pomieścić wskaźnik architektury natywnej.

Więc:

sizeof(size_t) >= sizeof(void*)