我應該在32/64位機器上使用stdint.h整數類型嗎？

Question

關於常規c整數聲明讓我煩惱的一件事是他們的名字很奇怪，“很久很久”是最糟糕的。 我只是為32位和64位機器構建，所以我不一定需要庫提供的可移植性，但我喜歡每種類型的名稱是一個長度相似的單個單詞，大小沒有歧義。

// multiple word types are hard to read
// long integers can be 32 or 64 bits depending on the machine

unsigned long int foo = 64;
long int bar = -64;

// easy to read
// no ambiguity

uint64_t foo = 64;
int64_t bar = -64;

在32位和64位機器上：

1）可以使用較小的整數（如int16_t）比較高的整數（如int32_t）慢嗎？

2）如果我需要一個for循環只運行10次，是否可以使用可以處理它的最小整數而不是典型的32位整數？

for (int8_t i = 0; i < 10; i++) {

}

3）每當我使用一個我知道永遠不會是負數的整數時，即使我不需要提供的額外范圍，也可以選擇使用無符號版本嗎？

// instead of the one above
for (uint8_t i = 0; i < 10; i++) {

}

4）對stdint.h中包含的類型使用typedef是否安全

typedef int32_t signed_32_int;
typedef uint32_t unsigned_32_int;

編輯：兩個答案都同樣好，我不能真正傾向於一個所以我只選擇了較低代表的回答者

Answer 1

可以使用較小的整數（如int16_t）比較高的整數（如int32_t）慢嗎？

是。 有些CPU沒有專用的16位算術指令; 必須使用以下行的指令序列模擬16位整數的算術運算：

r1 = r2 + r3
r1 = r1 & 0xffff

同樣的原則適用於8位類型。

使用<stdint.h>的“快速”整數類型來避免這種情況 - 例如， int_fast16_t將給出一個至少 16位寬的整數，但如果16位類型不是最佳的，則可能更寬。

如果我需要一個for循環只運行10次，是否可以使用可以處理它的最小整數而不是典型的32位整數？

不要打擾; 只需使用int 。 使用較窄的類型實際上並不會節省任何空間，如果您決定將迭代次數增加到127並且忘記循環變量使用的是窄類型，則可能會導致問題。

每當我使用一個我知道永遠不會是負數的整數時，即使我不需要提供的額外范圍，也可以選擇使用無符號版本嗎？

最好避免。 某些C語言在無符號整數上不能正常工作; 例如，你不能寫一個表格的循環：

for (i = 100; i >= 0; i--) { … }

如果i是無符號類型，因為i >= 0將永遠為真！

對stdint.h中包含的類型使用typedef是否安全

從技術角度看是安全的，但它會讓其他需要使用代碼的開發人員感到煩惱。

習慣了<stdint.h>名字。 它們是標准化的，並且相當容易打字。

Answer 2

1）可以使用較小的整數（如int16_t）比較高的整數（如int32_t）慢嗎？

是的，它可能會更慢。 請改用int_fast16_t 。 根據需要配置代碼。 性能非常依賴於實現。 int16_t一個主要好處是它在結構和數組中使用的小的，定義良好的大小（也必須是2的補碼），而不是速度。

typedef名稱int_fastN_t指定寬度至少為N的最快有符號整數類型。 C11§7.20.1.32

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2）如果我需要一個for循環只運行10次，是否可以使用可以處理它的最小整數而不是典型的32位整數？

是的，但代碼和速度的節省是值得懷疑的。 建議使用int 。 使用本機int大小，發出的代碼在速度/大小方面往往是最佳的。

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3）每當我使用一個我知道永遠不會是負數的整數時，即使我不需要提供的額外范圍，也可以選擇使用無符號版本嗎？

當數學是嚴格無符號時（例如使用size_t數組索引），首選使用某些無符號類型，但代碼需要注意粗心的應用程序，如

for (unsigned i = 10 ; i >= 0; i--) // infinite loop

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4）對stdint.h中包含的類型使用typedef是否安全

幾乎總是。 像int16_t這樣的類型是可選的。 最大可移植性使用所需類型uint_least16_t和uint_fast16_t ，以便在使用比特寬度（如uint_fast16_t等）的稀有平台上運行代碼。

Answer 3

1. 絕對可能，是的。 在我的筆記本電腦（英特爾Haswell）上，在一個微基准測試中，在兩個寄存器上向上和向下計數0到65535，這需要20億次

    1.313660150s - ax dx (16-bit) 1.312484805s - eax edx (32-bit) 1.312270238s - rax rdx (64-bit) 

   微不足道但可重復的時間差異。 （我在匯編中編寫了基准測試，因為C編譯器可能會將其優化為不同的寄存器大小。）

2. 它會工作，但如果你改變邊界你就必須保持最新，C編譯器可能會將它優化為相同的匯編代碼。

3. 只要它是正確的C，那就完全沒問題了。 請記住，定義了無符號溢出，並且未定義有符號溢出，編譯器確實利用它進行優化。 例如，

    void foo(int start, int count) { for (int i = start; i < start + count; i++) { // With unsigned arithmetic, this will execute 0 times if // "start + count" overflows to a number smaller than "start". // With signed arithmetic, that may happen, or the compiler // may assume this loop always runs "count" times. // For defined behavior, avoid signed overflow. } 

4. 是。 此外，POSIX提供了inttypes.h ，它使用一些有用的函數和宏擴展了stdint.h 。