Size_t trong C là gì?

Tôi đang bị lẫn lộn size_ttrong C. Tôi biết rằng nó được trả về bởi sizeoftoán tử. Nhưng chính xác là nó? Đây có phải là một kiểu dữ liệu?

Hãy nói rằng tôi có một forvòng lặp:

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

Tôi nên sử dụng int i;hay size_t i;?

Từ Wikipedia :

Theo tiêu chuẩn ISO C năm 1999 (C99), size_tlà loại số nguyên không dấu ít nhất 16 bit (xem phần 7.17 và 7.18.3).

size_tlà loại dữ liệu không dấu được xác định bởi một số tiêu chuẩn C / C ++, ví dụ: tiêu chuẩn C99 ISO / IEC 9899, ​​được xác định trong stddef.h. 1 Nó có thể được nhập thêm bằng cách đưa vào stdlib.hvì tập tin này bên trong bao gồm stddef.h.

Loại này được sử dụng để đại diện cho kích thước của một đối tượng. Các hàm thư viện lấy hoặc trả về kích thước mong muốn chúng thuộc loại hoặc có kiểu trả về size_t. Hơn nữa, kích thước toán tử dựa trên trình biên dịch được sử dụng thường xuyên nhất sẽ ước tính giá trị không đổi tương thích với size_t.

Như một hàm ý, size_tlà một loại được đảm bảo để giữ bất kỳ chỉ số mảng.

size_tlà một loại không dấu. Vì vậy, nó không thể đại diện cho bất kỳ giá trị âm (<0). Bạn sử dụng nó khi bạn đang đếm thứ gì đó, và chắc chắn rằng nó không thể âm. Ví dụ, strlen()trả về a size_tvì độ dài của chuỗi phải ít nhất bằng 0.

Trong ví dụ của bạn, nếu chỉ số vòng lặp của bạn sẽ luôn lớn hơn 0, thì có thể có ý nghĩa để sử dụng size_thoặc bất kỳ loại dữ liệu không dấu nào khác.

Khi bạn sử dụng một size_tđối tượng, bạn phải đảm bảo rằng trong tất cả các bối cảnh nó được sử dụng, bao gồm cả số học, bạn muốn các giá trị không âm. Ví dụ: giả sử bạn có:

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

và bạn muốn tìm sự khác biệt của độ dài str2và str1. Bạn không thể làm được:

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

Điều này là do giá trị được gán diffluôn luôn là một số dương, ngay cả khi s2 < s1, bởi vì phép tính được thực hiện với các loại không dấu. Trong trường hợp này, tùy thuộc vào trường hợp sử dụng của bạn, bạn có thể sử dụng int(hoặc long long) cho s1và s2.

Có một số chức năng trong C / POSIX có thể / nên sử dụng size_t, nhưng không vì lý do lịch sử. Ví dụ, tham số thứ hai fgetslý tưởng là size_t, nhưng là int.

size_t là một loại có thể giữ bất kỳ chỉ số mảng.

Tùy thuộc vào việc thực hiện, nó có thể là bất kỳ:

unsigned char

unsigned short

unsigned int

unsigned long

unsigned long long

Đây là cách size_tđịnh nghĩa trong stddef.hmáy của tôi:

typedef unsigned long size_t;

Nếu bạn là kiểu người thực nghiệm ,

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

Đầu ra cho Ubuntu 14.04 64-bit GCC 4.8:

typedef long unsigned int size_t;

Lưu ý rằng stddef.hđược cung cấp bởi GCC và không phải glibc src/gcc/ginclude/stddef.htrong GCC 4.2.

Xuất hiện C99 thú vị

• malloclấy size_tlàm đối số, vì vậy nó xác định kích thước tối đa có thể được phân bổ.

  Và vì nó cũng được trả về sizeof, tôi nghĩ rằng nó giới hạn kích thước tối đa của bất kỳ mảng nào.

  Xem thêm: Kích thước tối đa của một mảng trong C là bao nhiêu?

Trang chủ cho các loại.h nói:

size_t sẽ là một kiểu số nguyên không dấu

Vì chưa có ai đề cập đến nó, nên ý nghĩa ngôn ngữ chính size_tlà sizeoftoán tử trả về một giá trị của loại đó. Tương tự như vậy, ý nghĩa chính của ptrdiff_tviệc trừ đi một con trỏ từ một con trỏ khác sẽ mang lại một giá trị của loại đó. Các hàm thư viện chấp nhận làm như vậy vì nó sẽ cho phép các hàm đó hoạt động với các đối tượng có kích thước vượt quá UINT_MAX trên các hệ thống có thể tồn tại các đối tượng đó, mà không buộc người gọi lãng phí mã truyền qua giá trị lớn hơn "int unsign" trên các hệ thống có loại lớn hơn sẽ đủ cho tất cả các đối tượng có thể.

Để đi vào lý do tại sao size_tcần phải tồn tại và làm thế nào chúng ta đến đây:

Theo thuật ngữ thực dụng size_tvà ptrdiff_tđược đảm bảo rộng 64 bit khi triển khai 64 bit, rộng 32 bit khi triển khai 32 bit, v.v. Họ không thể ép bất kỳ loại hiện có nào có nghĩa là, trên mọi trình biên dịch, mà không phá vỡ mã kế thừa.

Một size_thoặc ptrdiff_tkhông nhất thiết phải giống như một intptr_thoặc uintptr_t. Chúng khác nhau về các kiến ​​trúc nhất định vẫn còn được sử dụng khi size_tvà ptrdiff_tđược thêm vào Tiêu chuẩn vào cuối những năm 80 và trở nên lỗi thời khi C99 thêm nhiều loại mới nhưng chưa biến mất (như Windows 16 bit). X86 ở chế độ được bảo vệ 16 bit có bộ nhớ được phân đoạn trong đó mảng hoặc cấu trúc lớn nhất có thể có kích thước chỉ 65.536 byte, nhưng farcon trỏ cần phải rộng 32 bit, rộng hơn các thanh ghi. Trên những cái đó, intptr_tsẽ có chiều rộng 32 bit nhưng size_tvàptrdiff_tcó thể rộng 16 bit và vừa vặn trong một thanh ghi. Và ai biết loại hệ điều hành nào có thể được viết trong tương lai? Về lý thuyết, kiến ​​trúc i386 cung cấp mô hình phân đoạn 32 bit với các con trỏ 48 bit mà chưa có hệ điều hành nào thực sự sử dụng.

Loại bù bộ nhớ không thể là longdo có quá nhiều mã kế thừa giả định longchính xác là rộng 32 bit. Giả định này thậm chí đã được tích hợp vào API UNIX và Windows. Thật không may, rất nhiều mã kế thừa khác cũng cho rằng một mã longđủ rộng để chứa một con trỏ, một tệp bù, số giây đã trôi qua kể từ năm 1970, v.v. POSIX hiện cung cấp một cách tiêu chuẩn hóa để buộc giả định sau là đúng thay vì giả định trước, nhưng cũng không phải là giả định di động để thực hiện.

Không thể nào intvì chỉ một số ít trình biên dịch trong thập niên 90 tạo ra int64 bit. Sau đó, họ thực sự trở nên kỳ lạ bằng cách giữ long32 bit rộng. Bản sửa đổi tiếp theo của Tiêu chuẩn tuyên bố nó bất hợp pháp vì intrộng hơn long, nhưng intvẫn rộng 32 bit trên hầu hết các hệ thống 64 bit.

Không thể long long int, dù sao nó đã được thêm vào sau đó, vì nó được tạo ra có chiều rộng tối thiểu 64 bit ngay cả trên các hệ thống 32 bit.

Vì vậy, một loại mới là cần thiết. Ngay cả khi nó không, tất cả các loại khác có nghĩa là một cái gì đó khác với phần bù trong một mảng hoặc đối tượng. Và nếu có một bài học từ sự chuyển đổi từ 32 đến 64 bit, thì đó là cụ thể về các thuộc tính mà một loại cần có, và không sử dụng một thuộc tính có nghĩa là những thứ khác nhau trong các chương trình khác nhau.

size_tvà intkhông thể thay thế cho nhau. Chẳng hạn, trên Linux size_t64 bit có kích thước 64 bit (tức là sizeof(void*)) nhưng intlà 32 bit.

Cũng lưu ý rằng size_tkhông dấu. Nếu bạn cần phiên bản đã ký thì có ssize_ttrên một số nền tảng và nó sẽ phù hợp hơn với ví dụ của bạn.

Như một quy tắc chung, tôi sẽ đề nghị sử dụng intcho hầu hết các trường hợp chung và chỉ sử dụng size_t/ ssize_tkhi có nhu cầu cụ thể cho nó ( mmap()ví dụ như).

Nói chung, nếu bạn đang bắt đầu từ 0 và đi lên, hãy luôn sử dụng loại không dấu để tránh tràn vào tình huống giá trị âm. Điều này cực kỳ quan trọng, bởi vì nếu giới hạn mảng của bạn nhỏ hơn mức tối đa của vòng lặp của bạn, nhưng mức tối đa của vòng lặp xảy ra lớn hơn mức tối đa của loại của bạn, bạn sẽ bao quanh âm và bạn có thể gặp lỗi phân đoạn (SIGSEGV ). Vì vậy, nói chung, không bao giờ sử dụng int cho một vòng lặp bắt đầu từ 0 và đi lên. Sử dụng một dấu.

size_t là kiểu dữ liệu số nguyên không dấu. Trên các hệ thống sử dụng Thư viện GNU C, đây sẽ là int int hoặc unsign dài int. size_t thường được sử dụng để lập chỉ mục mảng và đếm vòng lặp.

size_t hoặc bất kỳ loại không dấu nào có thể được nhìn thấy được sử dụng làm biến vòng lặp vì các biến vòng lặp thường lớn hơn hoặc bằng 0.

Khi chúng tôi sử dụng một đối tượng size_t , chúng tôi phải đảm bảo rằng trong tất cả các bối cảnh nó được sử dụng, bao gồm cả số học, chúng tôi chỉ muốn các giá trị không âm. Chẳng hạn, chương trình sau đây chắc chắn sẽ cho kết quả bất ngờ:

// 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_tlà kiểu dữ liệu số nguyên không dấu, chỉ có thể gán 0 và lớn hơn 0 giá trị nguyên. Nó đo các byte có kích thước của bất kỳ đối tượng nào và được trả về bởi sizeoftoán tử. constlà đại diện cú pháp của size_t, nhưng không có constbạn có thể chạy chương trình.

const size_t number;

size_tthường xuyên được sử dụng để lập chỉ mục mảng và đếm vòng lặp. Nếu trình biên dịch là 32-bitnó sẽ làm việc trên unsigned int. Nếu trình biên dịch là 64-bitnó sẽ làm việc trên unsigned long long int. Có kích thước tối đa size_ttùy thuộc vào loại trình biên dịch.

size_tđã xác định trên <stdio.h>tập tin tiêu đề, nhưng Nó cũng có thể xác định bằng cách <stddef.h>, <stdlib.h>, <string.h>, <time.h>, <wchar.h>tiêu đề.

• Ví dụ (với 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);
}

Đầu ra -: size = 800

• Ví dụ (không có 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);
}

Đầu ra -: size = 800

Theo hiểu biết của tôi, size_tlà một unsignedsố nguyên có kích thước bit đủ lớn để giữ một con trỏ của kiến ​​trúc gốc.

Vì thế:

sizeof(size_t) >= sizeof(void*)