size_t เทียบกับ uintptr_t

มาตรฐาน C รับประกันว่าsize_tเป็นประเภทที่สามารถเก็บดัชนีอาร์เรย์ใด ๆ ซึ่งหมายความว่ามีเหตุผลsize_tควรจะสามารถเก็บตัวชี้ใด ๆ ฉันได้อ่านในเว็บไซต์บางแห่งที่ฉันพบใน Googles ว่าถูกกฎหมายและ / หรือควรทำงาน:

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

ดังนั้นใน C99 มาตรฐานแนะนำintptr_tและuintptr_tประเภทซึ่งลงนามและไม่ได้ลงนามประเภทรับประกันว่าจะสามารถเก็บพอยน์เตอร์:

uintptr_t p = (size_t) v;

ดังนั้นความแตกต่างระหว่างการใช้size_tและuintptr_tคืออะไร? ทั้งสองแบบไม่ได้ลงนามและทั้งคู่ควรจะสามารถถือตัวชี้ประเภทใดก็ได้ มีเหตุผลที่น่าสนใจจริง ๆuintptr_tหรือไม่ที่จะใช้(หรือดีกว่า, a void *) มากกว่า a size_t, มากกว่าความชัดเจน? ในโครงสร้างทึบซึ่งเขตข้อมูลจะถูกจัดการโดยฟังก์ชันภายในเท่านั้นมีเหตุผลใดที่จะไม่ทำเช่นนี้หรือไม่?

ด้วยโทเค็นเดียวกันptrdiff_tมีชนิดที่มีลายเซ็นสามารถถือความแตกต่างของตัวชี้ได้และดังนั้นจึงสามารถจับตัวชี้ส่วนใหญ่ได้ดังนั้นจึงแตกต่างจากintptr_tอย่างไร

ไม่ทุกประเภทเหล่านี้โดยทั่วไปให้บริการฟังก์ชั่นรุ่นเดียวกันที่แตกต่างกันเล็กน้อย? ถ้าไม่ทำไม ฉันไม่สามารถทำอะไรกับหนึ่งในนั้นที่ฉันไม่สามารถทำกับคนอื่นได้? ถ้าเป็นเช่นนั้นเหตุใด C99 จึงเพิ่มประเภทฟุ่มเฟือยสองประเภทลงในภาษา

ฉันยินดีที่จะเพิกเฉยต่อพอยน์เตอร์ของฟังก์ชั่นเนื่องจากมันไม่ได้ใช้กับปัญหาปัจจุบัน แต่อย่าลังเลที่จะพูดถึงมันเนื่องจากฉันมีความสงสัยที่ด้อมพวกเขาจะเป็นศูนย์กลางของคำตอบที่ "ถูกต้อง"

size_tเป็นประเภทที่สามารถเก็บดัชนีอาร์เรย์ใด ๆ ซึ่งหมายความว่า size_t ตามหลักเหตุผลควรจะสามารถเก็บตัวชี้ประเภทใดก็ได้

ไม่จำเป็น! กลับไปสู่ยุคสมัยของการแบ่งกลุ่มสถาปัตยกรรม 16 บิตตัวอย่างเช่นอาร์เรย์อาจถูก จำกัด ให้อยู่ในส่วนเดียว (ดังนั้นsize_tจะทำแบบ 16 บิต) แต่คุณสามารถมีหลายส่วนได้ (ดังนั้นประเภท 32 บิตintptr_tจะต้องเลือก ส่วนเช่นเดียวกับการชดเชยภายในมัน) ฉันรู้ว่าสิ่งเหล่านี้ฟังดูแปลกในวันนี้ของสถาปัตยกรรม unsegmented ที่อยู่เหมือนกัน แต่มาตรฐานต้องรองรับความหลากหลายที่กว้างกว่า "มีอะไรปกติในปี 2009" คุณรู้! -)

เกี่ยวกับคำสั่งของคุณ:

"มาตรฐาน C รับรองว่าsize_tเป็นประเภทที่สามารถเก็บดัชนีอาเรย์ใด ๆ ได้ซึ่งหมายความว่าตามหลักเหตุผลsize_tควรจะสามารถเก็บตัวชี้ประเภทใดก็ได้"

นี้เป็นจริงเข้าใจผิด (ความเข้าใจผิดที่เกิดจากเหตุผลที่ไม่ถูกต้อง) (ก) คุณอาจคิดว่าสิ่งที่ตามมาจากอดีต แต่ไม่ใช่ในกรณีนี้

ตัวชี้และดัชนีอาร์เรย์ไม่เหมือนกัน มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่จะมองเห็นการใช้งานที่สอดคล้องซึ่ง จำกัด อาร์เรย์ไว้ที่องค์ประกอบ 65536 แต่อนุญาตให้พอยน์เตอร์กำหนดค่าใด ๆ ลงในพื้นที่ที่อยู่ 128 บิตขนาดใหญ่

C99 ระบุว่าขีด จำกัด สูงสุดของsize_tตัวแปรถูกกำหนดโดยSIZE_MAXและสามารถมีค่าต่ำสุดเท่ากับ 65535 (ดู C99 TR3, 7.18.3, ไม่เปลี่ยนแปลงใน C11) พอยน์เตอร์จะค่อนข้าง จำกัด หากถูก จำกัด ในช่วงนี้ในระบบที่ทันสมัย

ในทางปฏิบัติคุณอาจพบว่าข้อสันนิษฐานของคุณมี แต่นั่นไม่ใช่เพราะมาตรฐานรับรอง เพราะจริงๆแล้วมันไม่รับประกัน

^(a)นี่ไม่ใช่รูปแบบการโจมตีส่วนบุคคลโดยวิธีเพียงแค่ระบุว่าทำไมงบของคุณจะผิดพลาดในบริบทของการคิดเชิงวิพากษ์ ตัวอย่างเช่นการให้เหตุผลต่อไปนี้ยังไม่ถูกต้อง:

ลูกสุนัขทุกตัวน่ารัก สิ่งนี้น่ารัก ดังนั้นสิ่งนี้จะต้องเป็นลูกสุนัข

ความน่ารักหรืออื่น ๆ ของลูกสุนัขไม่มีผลต่อสิ่งที่ฉันพูดไปทั้งหมดคือข้อเท็จจริงทั้งสองไม่ได้นำไปสู่ข้อสรุปเพราะประโยคสองประโยคแรกอนุญาตให้มีสิ่งที่น่ารักที่ไม่ใช่ลูกสุนัข

ข้อความนี้คล้ายกับข้อความสั่งแรกของคุณซึ่งไม่จำเป็นต้องหมายถึงข้อความที่สอง

ฉันจะให้คำตอบอื่น ๆ ทั้งหมดยืนหยัดเพื่อตนเองเกี่ยวกับเหตุผลด้วยข้อ จำกัด ของเซ็กเมนต์สถาปัตยกรรมที่แปลกใหม่และอื่น ๆ

ความแตกต่างง่ายๆในชื่อไม่ใช่เหตุผลเพียงพอที่จะใช้ประเภทที่เหมาะสมสำหรับสิ่งที่เหมาะสมหรือไม่

size_tหากคุณกำลังจัดเก็บขนาดการใช้งาน intptr_tหากคุณกำลังจัดเก็บชี้ใช้ คนที่อ่านรหัสของคุณจะรู้ทันทีว่า "aha นี่คือขนาดของสิ่งที่อาจเป็นไบต์" และ "โอ้นี่คือค่าตัวชี้ที่ถูกจัดเก็บเป็นจำนวนเต็มด้วยเหตุผลบางอย่าง"

มิฉะนั้นคุณสามารถใช้unsigned long(หรือในยุคปัจจุบันนี้unsigned long long) เพื่อทุกสิ่ง ขนาดไม่ใช่ทุกอย่างชื่อชนิดมีความหมายซึ่งมีประโยชน์เนื่องจากช่วยอธิบายโปรแกรม

เป็นไปได้ว่าขนาดของอาร์เรย์ที่ใหญ่ที่สุดนั้นเล็กกว่าตัวชี้ นึกถึงสถาปัตยกรรมที่แบ่งกลุ่ม - พอยน์เตอร์อาจเป็น 32 บิต แต่เซ็กเมนต์เดียวอาจสามารถระบุได้เพียง 64KB (ตัวอย่างเช่นสถาปัตยกรรม 8086 แบบเรียลโหมดเก่า)

แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะไม่ได้ใช้งานทั่วไปในเครื่องเดสก์ท็อปอีกต่อไป แต่มาตรฐาน C นั้นมีจุดประสงค์เพื่อสนับสนุนสถาปัตยกรรมขนาดเล็กและพิเศษ ยังคงมีระบบฝังตัวที่ได้รับการพัฒนาด้วยซีพียู 8 หรือ 16 บิต

ฉันจะจินตนาการ (และนี่จะเป็นชื่อของทุกประเภท) ว่าเป็นการบ่งบอกความตั้งใจของคุณในโค้ดได้ดียิ่งขึ้น

ตัวอย่างเช่นแม้ว่าunsigned shortและwchar_tมีขนาดเท่ากันใน Windows (ฉันคิดว่า) การใช้wchar_tแทนที่จะunsigned shortแสดงความตั้งใจที่คุณจะใช้มันเพื่อเก็บอักขระขนาดใหญ่แทนที่จะเป็นเพียงจำนวนที่กำหนดเอง

มองย้อนไปข้างหน้าและข้างหน้าและนึกถึงสถาปัตยกรรมคี่บอลต่าง ๆ ที่กระจัดกระจายอยู่ในภูมิทัศน์ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าพวกเขากำลังพยายามห่อหุ้มระบบที่มีอยู่ทั้งหมดและจัดหาระบบที่เป็นไปได้ทั้งหมดในอนาคต

ดังนั้นแน่นอนว่าสิ่งต่าง ๆ มีความแตกต่างกันไปเราจึงมีความต้องการไม่มากนัก

แต่แม้ใน LP64 ซึ่งเป็นกระบวนทัศน์ที่ค่อนข้างธรรมดาเราต้องการ size_t และ ssize_t สำหรับส่วนต่อประสานการโทรของระบบ ใครจะนึกภาพมรดกที่ จำกัด มากขึ้นหรือระบบในอนาคตซึ่งการใช้ชนิด 64- บิตแบบเต็มนั้นมีราคาแพงและพวกเขาอาจต้องการที่จะเลือกใช้ I / O ops ที่มีขนาดใหญ่กว่า 4GB แต่ยังคงมีตัวชี้ 64 บิต

ฉันคิดว่าคุณต้องสงสัย: สิ่งที่อาจได้รับการพัฒนาสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต (อาจเป็นพอยน์เตอร์ทั้งระบบแบบ 128 บิตแบบกระจาย แต่ไม่เกิน 64 บิตในการเรียกใช้ระบบหรืออาจเป็นข้อ จำกัด 32 บิตแบบ "ดั้งเดิม" :-) ภาพที่ระบบดั้งเดิมอาจได้รับตัวรวบรวม C ใหม่ .. .

ดูสิ่งที่มีอยู่ในตอนนั้นด้วย นอกจากรุ่นหน่วยความจำโหมด zillion 286 แล้วส่วนหลักของ CDC 60-bit word / 18-bit แล้วซีรี่ส์ Cray ล่ะ? ไม่เป็นไรปกติ ILP64, LP64, LLP64 (ฉันมักจะคิดว่าไมโครซอฟท์แสร้งทำกับ LLP64 มันควรจะเป็น P64) ฉันสามารถนึกภาพได้ว่าคณะกรรมการที่พยายามครอบคลุมฐานทั้งหมด ...

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;
}

การทำเช่นนั้น intptr_t จะต้องแทนที่ size_t และวีซ่าในทางกลับกันเสมอ