c++ - 取两个 size_t 对象的差异是否安全？

Question

我正在为我的团队研究使用 size_t 与 int(或 long 等)的标准。我所看到的最大缺点是，取两个 size_t 对象的差异可能会导致问题(我不确定具体的问题——也许某些东西不是 2s 的补码，并且有符号/无符号会激怒编译器)。我使用 V120 VS2013 编译器用 C++ 编写了一个快速程序，它允许我执行以下操作:

#include <iostream>

main()
{
    size_t a = 10;
    size_t b = 100;
    int result = a - b;
}

程序产生了 -90，虽然它是正确的，但让我对类型不匹配、有符号/无符号问题，或者如果 size_t 碰巧用于复杂数学时只是简单的未定义行为感到紧张。

我的问题是，使用 size_t 对象进行数学运算是否安全，特别是求差？我正在考虑使用 size_t 作为索引等事物的标准。我在这里看到了一些关于这个主题的有趣帖子，但它们没有解决数学问题(或者我错过了)。

What type for subtracting 2 size_t's?

typedef for a signed type that can contain a size_t?

Answer 1

这不能保证可移植，但也不是 UB。代码必须无错误地运行，但生成的 int 值是实现定义的。因此，只要您在保证所需行为的平台上工作，这很好(只要差异可以由 int 表示)，否则，只需在任何地方使用带符号的类型(参见最后一段)。

减去两个 std::size_t 将产生一个新的 std::size_t^† ，其值将通过换行确定。在您的示例中，假设 64 位 size_t，a - b 将等于 18446744073709551526。这不适合(常用的 32 位)int，因此将实现定义的值分配给 result。

老实说，我建议不要将无符号整数用于除魔法之外的任何事情。标准委员会的几位成员同意我的看法:https://channel9.msdn.com/Events/GoingNative/2013/Interactive-Panel-Ask-Us-Anything 9:50、42:40、1:02:50

经验法则(从上面的视频中解释 Chandler Carruth):如果您可以自己计算，请使用 int，否则使用 std::int64_t。

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^†除非它的转化等级小于int，例如如果 std::size_t 是 unsigned short。在这种情况下，结果是一个 int 并且一切都会正常工作(除非 int 不比 short 宽)。不过

1. 我不知道有什么平台可以做到这一点。
2. 这仍然是特定于平台的，请参见第一段。