size_t vs. uintptr_t

Question

size_t vs. uintptr_t

C标准保证这size_t是一种可以保存任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，size_t应该能够保存任何指针类型。我在Googles上发现的一些网站上看到这是合法的和/或应该始终有效：

void *v = malloc(10);size_t s = (size_t) v;

那么在C99中，标准引入了intptr_t和uintptr_t类型，它们是有符号和无符号类型，保证能够保存指针：

uintptr_t p = (size_t) v;

那么使用size_t和有uintptr_t什么区别？两者都是无符号的，并且两者都应该能够保存任何指针类型，因此它们在功能上看起来相同。除了清晰度之外，是否有任何真正令人信服的理由uintptr_t（或者更好的是，a void *）而不是a size_t？在一个不透明的结构中，字段只能由内部函数处理，有没有理由不这样做？

出于同样的原因，ptrdiff_t一直是一个能够保持指针差异的签名类型，因此能够容纳大多数指针，那么它与它intptr_t有何区别？

是不是所有这些类型基本上都服务于同一功能的不同版本？如果没有，为什么？对于其中一个我不能用另一个做什么我不能做什么？如果是这样，为什么C99会在语言中添加两种基本上多余的类型？

我愿意忽略功能指针，因为它们不适用于当前的问题，但随意提及它们，因为我有一种潜在的怀疑，它们将成为“正确”答案的核心。

Answer 1

size_t是一种可以保存任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，size_t应该能够保存任何指针类型不必要！回到分段16位架构的时代，例如：一个阵列可能仅限于一个段（所以16位size_t会这样做）但是你可能有多个段（所以需要一个32位的intptr_t类型来挑选细分及其内部的偏移）。我知道这些事情听起来很奇怪，在这些日子里，统一可寻址的未分段架构，但标准必须提供比“2009年正常情况”更广泛的品种，你知道！ - ）

Answer 2

关于你的陈述：“C标准保证这size_t是一种可以保存任何数组索引的类型。这意味着，逻辑上，它size_t应该能够保存任何指针类型。”这实际上是一种谬误（由于错误的推理造成的误解）（a）。你可能认为后者是从前者开始的，但事实并非如此。指针和数组索引不是一回事。设想一个将数组限制为65536个元素的符合实现但允许指针将任何值寻址到一个巨大的128位地址空间中是非常合理的。C99表示size_t变量的上限由下定义，SIZE_MAX并且可以低至65535（参见C99 TR3,7.18.3，在C11中不变）。如果在现代系统中将指针限制在此范围内，则指针将相当有限。在实践中，您可能会发现您的假设成立，但这不是因为标准保证了它。因为它实际上并不能保证它。（a）顺便说一下，这不是某种形式的人身攻击，只是说明为什么你的陈述在批判性思维的背景下是错误的。例如，以下推理也无效：所有的小狗都很可爱。这件事很可爱。因此，这件事必须是一只小狗。puppiess的可爱或其他方面在这里没有任何影响，我所说的只是两个事实并不能得出结论，因为前两个句子允许存在不是小狗的可爱东西。这类似于你的第一个陈述，不一定强制要求第二个陈述。

Answer 3

我会让所有其他答案代表片段限制，异国情调架构等的推理。名称的简单差异是不是足以使用正确的类型来做正确的事情？如果您要存储尺寸，请使用size_t。如果您要存储指针，请使用intptr_t。阅读代码的人会立即知道“啊哈，这是一个大小的东西，可能以字节为单位”，“哦，这里的指针值由于某种原因存储为整数”。否则，您可以使用unsigned long（或者，在这些现代时代unsigned long long），用于所有事情。大小不是一切，类型名称带有有用的含义，因为它有助于描述程序。