size_t、ptrdiff_t 和 std::vector::size()

Question

我認為用於存儲指針之間差異的正確類型是ptrdiff_t 。

因此，我對我的STL （msvc 2010）實現它的std::vector::size() function 的方式感到困惑。 返回類型是size_t （據我所知，這是標准規定的），但它被計算為指針的差異：

// _Mylast, _Myfirst are of type pointer
// size_type, pointer are inherited from allocator<_Ty>
size_type size() const 
{
    return (this->_Mylast - this->_Myfirst);
}

顯然，為了准確地確定size_type和pointer是什么類型，需要使用一些元魔法。 為了“確定”它們是什么類型，我檢查了這個：

bool bs = std::is_same<size_t, std::vector<int>::size_type>::value;
bool bp = std::is_same<int * , std::vector<int>::pointer>::value;
// both bs and bp evaluate as true, therefore:
//   size_type is just size_t
//   pointer is just int*

用/Wall編譯以下內容會給我一個有signed-to-unsigned mismatch mysize2 ，但沒有警告mysize1 ：

std::vector<int> myvector(100);
int *tail = &myvector[99];
int *head = &myvector[ 0];
size_t mysize1 = myvector.size();
size_t mysize2 = (tail - head + 1);

將mysize2的類型更改為ptrdiff_t不會導致警告。 將mysize1的類型更改為ptrdiff_t會導致unsigned-to-signed mismatch 。

顯然我錯過了一些東西......

編輯：我不是在問如何使用強制轉換或#pragma disable(xxx)來抑制警告。 我擔心的問題是size_t和ptrdiff_t可能有不同的允許范圍（它們在我的機器上）。

考慮std::vector<char>::max_size() 。 我的實現返回一個等於std::numeric_limits<size_t>::max()的max_size 。 由於vector::size()在轉換為size_t之前創建了ptrdiff_t類型的中間值，因此這里似乎可能存在問題 - ptrdiff_t不足以容納vector<char>::max_size() 。

Answer 1

一般來說，ptrdiff_t 是一個與 size_t 大小相同的有符號整數類型。 它必須經過簽名，以便它可以代表p1 - p2和p2 - p1 。

在 std::vector 內部的特定情況下，實現者有效地從end() - begin()派生size() ) 。 由於 std::vector （連續的，基於數組的存儲）的保證，結束指針的值將始終大於開始指針的值，因此不存在產生負值的風險。 事實上，size_t 總是能夠表示比 ptrdiff_t 更大的正范圍，因為它不必使用其范圍的一半來表示負值。 實際上，這意味着在這種情況下，從 ptrdiff_t 到 size_t 的轉換是一個擴大的轉換，它具有明確定義（並且直觀地明顯）的結果。

另外，請注意這不是 std::vector 的唯一可能實現。 它可以很容易地實現為單個指針和一個保存大小的 size_t 值，將end()派生為begin() + size() 。 該實現還將解決您的max_size()問題。 實際上，max_size 永遠無法實現——它需要為向量的緩沖區分配程序的整個地址空間，沒有空間給 begin()/end() 指針、function 調用堆棧等。

Answer 2

在 STL 中如何實現 std::vector::size() 並沒有錯。 this->_Mylast - this->_Myfirst == 向量大小只是一個巧合的事實，它依賴於向量的實現方式。

加上 MSVC STL 向量實現有一個#pragma warning(disable: 4244)刪除警告。