什么时候应该只使用“int”而不是更多符号或特定于大小的types？

我有一个用C 语言实现的编程语言的虚拟机 。它支持在32位和64位体系结构以及C和C ++下编译。

我试图尽可能多的启用警告，使其编译干净。 当我打开CLANG_WARN_IMPLICIT_SIGN_CONVERSION ，我得到了CLANG_WARN_IMPLICIT_SIGN_CONVERSION的新警告。

我想有一个很好的策略，何时使用int与明确无符号types，和/或明确大小的。 到目前为止，我很难决定这个策略应该是什么。

把它们混合在一起（大部分使用int来表示局部variables和参数，而对结构中的字段使用较窄的types），这确实是真的，会导致大量的隐式转换问题。

我喜欢使用结构字段更具体的大小types，因为我喜欢明确控制堆中的对象的内存使用的想法。 而且，对于散列表，我依靠散列时的无符号溢出，所以如果散列表的大小存储为uint32_t ，那就好了。

但是，如果我尝试在所有地方使用更具体的types，我发现自己到处都是曲折的迷宫。

其他C项目做什么？

Answer 1

只要在任何地方使用int都可能看起来很诱人，因为它最大限度地减less了投射的需要，但是您应该注意到几个潜在的缺陷：

• 一个int可能比你想象的要短。 尽pipe在大多数桌面平台上， int通常是32位， 但C标准只能保证16位的最小长度 。 你的代码是否需要大于2 ¹⁶ -1 = 32,767的数字，即使是临时值？ 如果是这样，不要使用int 。 （您可能需要使用long ， long至less为32位）

• 即使是long也许并不总是足够长的。 特别是，不能保证一个数组的长度（或者一个string，它是一个char数组） long适合。 请使用size_t （或ptrdiff_t ，如果您需要签名的差异）。

  特别是， size_t被定义为足够大以容纳任何有效的数组索引 ，而int或甚至long可能不是。 因此，例如，当遍历一个数组时，你的循环计数器（和它的初始值/最终值）一般应该是size_t ，至less除非你确定数组足够短，以便更小的types工作。 （但是在向后迭代时要小心： size_t是无符号的，所以for(size_t i = n-1; i >= 0; i--)是一个无限循环！使用i != SIZE_MAX或i != (size_t) -1应该工作，虽然;或使用do / while循环，但要小心的情况下n == 0 ！）

• 一个int被签名。 特别是，这意味着int overflow是未定义的行为。 如果有任何风险，你的价值可能合法溢出，不要使用int ; 使用一个unsigned int （或一个unsigned long unsigned int ，或者uint NN _t ）来代替。

• 有时候，你只需要一个固定的位长。 如果您正在与ABI进行接口连接，或者需要读取/写入文件格式（需要使用特定长度的整数），则需要使用这个长度。 （当然，就是这样的情况，你也可能需要担心像字节序这样的东西，所以有时候不得不求助于手动将字节逐个字节地打包）。

总而言之，也有理由避免一直使用固定长度的types：不仅int32_t总是打字很笨拙，而且迫使编译器总是使用32位整数并不总是最佳的，特别是在平台上本地int大小可能是，比如64位。 你可以使用C99 int_fast32_t ，但是input更加尴尬。

---

因此，以下是我个人对最大安全性和便携性的build议：

• 定义您自己的整数types，以便在常用的头文件中随意使用 ，如下所示：

   #include <limits.h> typedef int i16; typedef unsigned int u16; #if UINT_MAX >= 4294967295U typedef int i32; typedef unsigned int u32; #else typedef long i32; typedef unsigned long i32; #endif 

  只要尺寸足够大，就可以将这些types用于任何types的确切尺寸无关紧要的事物。 我所build议的types名称既简短又自我logging，所以它们在需要的地方可以很容易地使用，并且可以最大限度地减less因使用过于狭窄的types而导致的错误风险。

  方便的是，上面定义的u32和u16types保证至less与unsigned int一样宽，因此可以安全地使用，而不必担心它们被提升为int并导致未定义的溢出行为。

• 对所有数组大小和索引使用size_t ，但在它和其他整数types之间进行转换时要小心。 或者，如果您不想input如此多的下划线，请为其键入一个更方便的别名。

• 对于假设在特定位数上溢出的计算，可以使用uint NN _t ，或者只使用上面定义的u16 / u32和使用&明确的位掩码。 如果你select使用uint NN _t ，一定要保护自己免于意外的提升到int ; 一个办法是用一个像这样的macros：

   #define u(x) (0U + (x)) 

  这应该让你安全地写，例如：

   uint32_t a = foo(), b = bar(); uint32_t c = u(a) * u(b); /* this is always unsigned multiply */ 

• 对于需要特定整数长度的外部ABI，再次定义一个特定的types，例如：

   typedef int32_t fooint32; /* foo ABI needs 32-bit ints */ 

  再次，这个types的名字是自我logging，关于它的大小和目的。

  如果ABI可能实际上需要16或64位整数，取决于平台和/或编译时间选项，您可以更改types定义以匹配（并将types重命名为简单） – 但是你真的需要小心，只要你从这种types投入任何东西，因为它可能会意外溢出。

• 如果你的代码有自己的结构或文件格式需要特定的比特长度，可以考虑定义这些types的自定义types，就好像它是一个外部的ABI一样。 或者你可以使用uint NN _t来代替，但是这样你会失去一点自我文档。

• 对于所有这些types，不要忘记也要定义相应的_MIN和_MAX常量，以便进行边界检查。 这可能听起来像很多工作，但是在单个头文件中实际上只是几行。

最后，记住要小心整数math，特别是溢出。 例如，请记住，两个n位有符号整数的差别可能不适合n位整数。 （如果你知道它是非负的，它将适合n位无符号整数;但是记住你需要将input转换为无符号types， 然后才能避免未定义的行为！）同样，要find两个整数（例如二进制search）不使用avg = (lo + hi) / 2 ，而是使用avg = lo + (hi + 0U - lo) / 2 ; 如果总和溢出，前者会中断。

Answer 2

你看起来知道你在做什么，根据链接的源代码，我看了一下。

你自己说过 – 使用“特定”types可以让你有更多的表演。 这不是一条最佳的路线。 尽可能多地使用int ，对于那些不需要更专门的types的东西。

int的美妙之处在于，它被抽象为你所说的types。 在所有不需要将构造暴露给不知道int的系统的情况下，它是最优的。 这是你自己的抽象程序平台的工具。 它也可能让你的速度，尺寸和alignment优势，取决于。

在所有其他情况下，例如，如果你想故意靠近机器规格， int可以，有时应该放弃。 典型的情况包括数据通过networking传输的networking协议，以及互操作性设施 – C语言与其他语言之间的桥梁，访问C结构的内核汇编例程。 但是不要忘记，有时候甚至在这种情况下你也会想要使用int ，因为它遵循平台自己的“本地”或首选的字大小，你可能想要依靠那个属性。

使用像uint32_t这样的平台types，内核可能希望在它们的数据结构中使用这些types（尽pipe它可能不需要），因为后者无法访问int作为types。

综上所述，在任何可能需要的情况下，尽可能多地使用int ，并且从更抽象的types转换到“机器”types（字节/八位字节，单词等）。

至于size_t和其他“使用暗示”types – 只要语法遵循这种types固有的语义 – 比方说使用size_t以及所有types的大小值 – 我就不会竞争。 但是，我不会宽泛地把它应用到任何东西上，因为它保证是最大的types（不pipe它是否真实）。 这是一个你不想在后面踩的水下石头。 在可能的程度上，代码必须是不言自明的，我想说 – 有一个没有自然期望的大小，会有一个很好的理由。 尺寸使用size_t 。 使用offset_t作为偏移量。 用[u]intN_t表示八位字节，单词等等。 等等。

这是关于将特定Ctypes固有的语义应用于您的源代码以及关于正在运行的程序的含义。

此外，正如其他人所说的，不要回避typedef ，因为它使您有效地定义自己的types，我个人珍视的抽象工具。 一个好的程序源代码可能甚至不会公开一个int ，但依赖于多个用户定义types的int 。 我不打算在这里覆盖typedef ，其他答案希望会。

Answer 3

保留用于访问数组成员的大量数据，或者以size_t控制缓冲区。

有关使用size_t的项目示例，请参阅GNU的dd.c，第155行 。

Answer 4

这是我做的一些事情。 不知道他们是为了每个人，但他们为我工作。

1. 切勿直接使用int或unsigned int 。 总是似乎有一个更适当的命名types的工作。
2. 如果一个variables需要是一个特定的宽度（例如，一个硬件寄存器或协议匹配）使用宽度特定types（例如uint32_t ）。
3. 对于数组迭代器，我想要访问数组元素0到n，这也应该是无符号的（没有理由访问任何小于0的索引），我使用其中一个快速types（例如uint_fast16_t ），select基于访问所有数组元素所需的最小大小。 例如，如果我有一个for循环，最多可以遍历24个元素，那么我将使用uint_fast8_t并让编译器（或者stdint.h，取决于我们想要得到的迂腐程度）决定哪个是该操作的最快types。
4. 总是使用无符号variables，除非有特定的原因需要签名。
5. 如果您的无符号variables和签名variables需要一起播放，请使用明确的转换，并注意其后果。 （幸运的是，如果您避免使用带符号的variables（绝对必要的地方除外），这将最小化。）

如果你不同意这些或推荐的替代品，请在评论中告诉我们！ 这就是软件开发人员的生活……我们不断学习，或变得无关紧要。

Answer 5

总是。

除非您有特定的原因使用更具体的types，包括您在16位平台上，并且需要大于32767的整数，否则您需要确保正确的字节顺序和标志，以便通过networking或文件进行数据交换除非你受到资源限制，否则考虑以“纯文本”传输数据，如果你愿意的话，也就是ASCII或UTF8）。

我的经验表明，“使用”int“”是一个很好的格言，可以使每一次快速工作，易于维护和正确的代码生效。 但是你的具体情况可能会有所不同，所以请采取一些值得推荐的审议。