为什么int和而不是unsigned int用于C和C ++ for循环？

Posted 2021-04-15

这是一个相当愚蠢的问题，但为什么在为C或C ++中的数组定义for循环时，常用int而不是unsigned int？

for(int i;i<arraySize;i++){}
for(unsigned int i;i<arraySize;i++){}

我认识到在执行除数组索引之外的其他操作时使用int的好处以及使用C ++容器时迭代器的好处。是不是因为在循环数组时无关紧要？或者我应该一起避免它并使用不同的类型，如size_t？

答案

这是一种更普遍的现象，通常人们不会使用正确的整数类型。 Modern C具有语义typedef，它比原始整数类型更优选。例如，所有“大小”都应该输入为size_t。如果系统地将语义类型用于应用程序变量，那么使用这些类型的循环变量也会变得更加容易。

而且我已经看到了几个很难发现的错误来自使用int左右。代码突然崩溃在大矩阵和类似的东西上。只需使用正确的类型正确编码即可避免这种情

另一答案

考虑以下简单示例：

int max = some_user_input; // or some_calculation_result
for(unsigned int i = 0; i < max; ++i)
    do_something;

如果max恰好是负值，比如-1，则-1将被视为UINT_MAX（当两个具有sam等级但不同符号的整数被比较时，已签名的一个将被视为无符号的一个）。另一方面，以下代码不会出现此问题：

int max = some_user_input;
for(int i = 0; i < max; ++i)
    do_something;

给出负max输入，将安全地跳过循环。

另一答案

从索引数组的逻辑角度来看，使用int更为正确。

C和C ++中的unsigned语义并不真正意味着“不是负面的”，而是更像是“bitmask”或“modulo integer”。

要理解为什么unsigned不是一个“非负”数字的好类型，请考虑

• 将可能为负的整数添加到非负整数，您将得到一个非负整数
• 两个非负整数的差异总是非负整数
• 将非负整数乘以负整数会得到非负结果

显然，上述短语都没有任何意义......但它是C和C ++ unsigned语义确实有效的方式。

实际上使用unsigned类型的容器大小是C ++的设计错误，不幸的是我们现在注定要永远使用这个错误的选择（为了向后兼容）。你可能喜欢这个名字“unsigned”，因为它类似于“非负面”，但这个名字是无关紧要的，重要的是语义......而unsigned与“非负面”相差甚远。

因此，当在矢量上编码大多数循环时，我个人首选的形式是：

for (int i=0,n=v.size(); i<n; i++) {
    ...
}

（当然假设矢量的大小在迭代期间没有变化，并且我实际上需要体内的索引，否则for (auto& x : v)...更好）。

这种尽快逃离unsigned并使用普通整数的优点是避免了由于unsigned size_t设计错误导致的陷阱。例如考虑：

// draw lines connecting the dots
for (size_t i=0; i<pts.size()-1; i++) {
    drawLine(pts[i], pts[i+1]);
}

如果pts向量为空，上面的代码将会出现问题，因为在这种情况下pts.size()-1是一个巨大的无意义数字。处理a < b-1与a+1 < b不同的表达式，即使对于常用值，也就像在雷区中跳舞一样。

历史上，使size_t无符号的理由是能够使用额外的比特来表示值，例如能够在16位平台上拥有数组中的65535个元素而不是32767个元素。在我看来，即使在那个时候，这个错误的语义选择的额外成本也不值得获得（如果32767元素现在还不够，那么65535就不够长了）。

无符号值非常有用，但不是用于表示容器大小或索引;对于大小和索引，常规有符号整数的工作要好得多，因为语义是你所期望的。

当您需要模运算属性或希望在位级工作时，无符号值是理想类型。

另一答案

差别不大。 int的一个好处是它正在签署。因此int i < 0是有道理的，而unsigned i < 0并不多。

如果计算了索引，那么这可能是有益的（例如，如果某些结果为负，您可能会遇到永远不会进入循环的情况）。

是的，写的更少:-)

另一答案

这纯粹是懒惰和无知。您应该始终使用正确的索引类型，除非您有进一步限制可能索引范围的信息，否则size_t是正确的类型。

当然，如果从文件中的单字节字段读取维度，那么您知道它在0-255范围内，并且int将是完全合理的索引类型。同样地，如果你循环固定次数，例如0到99，int会没问题。但是还有另一个原因是不使用int：如果你在循环体中使用i%2来区别对待偶数/奇数指数，i%2是当签署i比i未签约时要贵得多......

另一答案

使用int索引数组是遗留的，但仍然被广泛采用。 int只是一种通用数字类型，并不符合平台的寻址功能。如果它恰好比它更短或更长，在尝试索引超出的超大数组时可能会遇到奇怪的结果。

在现代平台上，off_t，ptrdiff_t和size_t保证了更多的便携性。

这些类型的另一个优点是它们为读取代码的人提供了上下文。当您看到上述类型时，您知道代码将执行数组下标或指针运算，而不仅仅是任何计算。

因此，如果您想编写防弹，便携和上下文敏感的代码，您可以通过几次击键来完成。

GCC甚至支持typeof扩展，这使您无需在整个地方键入相同的类型名称：

typeof(arraySize) i;

for (i = 0; i < arraySize; i++) {
  ...
}

然后，如果更改arraySize的类型，i的类型会自动更改。

另一答案

我使用int因为它需要更少的物理类型而且没关系 - 它们占用相同的空间量，除非你的数组有几十亿个元素，否则如果你不使用16位编译器就不会溢出，我通常不是。

另一答案

这真的取决于编码员。有些编码员更喜欢类型完美主义，所以他们会使用他们所比较的任何类型。例如，如果他们正在迭代C字符串，您可能会看到：

size_t sz = strlen("hello");
for (size_t i = 0; i < sz; i++) {
    ...
}

如果他们只是做了10次，你可能仍会看到int：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    ...
}

另一答案

因为除非你有一个大小超过2千兆字节类型char，或4千兆字节类型short或8千兆字节类型int等的数组，否则变量是否签名并不重要。

那么，为什么在键入较少的时候输入更多？

另一答案

除了输入更短的问题之外，原因是它允许负数。

由于我们不能提前说一个值是否可以是负数，因此大多数采用整数参数的函数都采用有符号变量。由于大多数函数使用有符号整数，因此对于像循环之类的东西使用有符号整数通常会更少。否则，你有可能不得不添加一堆类型转换。

当我们迁移到64位平台时，有符号整数的无符号范围应该足以满足大多数目的。在这些情况下，没有太多理由不使用有符号整数。