长度/计数的有符号整数与无符号整数

Signed vs. unsigned integers for lengths/counts

本文关键字：符号 整数 无符号整数 长度      更新时间：2023-10-16

对于表示长度或计数变量，使用有符号整数还是无符号整数更好？

在我看来，C++STL倾向于无符号（std::size_t，如std：：vector：：size（），而不是C# BCL倾向于有符号整数（如ICollection.Count）。

考虑到长度或计数是非负整数，我的直觉会选择无符号;但我不明白为什么 .NET 设计人员选择有符号整数。

最好的方法是什么？每个的优缺点是什么？

C++使用无符号值，因为它们需要完整的范围。在 32 位系统上，该语言应该可以拥有 4 GB 的向量，而不仅仅是 2 GB 的向量。（操作系统可能不允许您使用所有 4 GB，但语言本身不想妨碍您）

在 .NET 中，无符号整数不符合 CLS。可以使用它们（在某些 .NET 语言中），但它限制了可移植性和兼容性。因此，对于基类库，它们仅使用有符号整数。

但是，这些都是边缘情况。在大多数情况下，签名int足够大。因此，只要两者都提供您需要的范围，您就可以同时使用两者。

有符号整数有时具有的一个优点是，它们使检测下溢变得更加容易。假设您正在计算数组索引，并且由于某些错误的输入或程序中的逻辑错误，您最终尝试访问索引-1。

使用有符号整数，这很容易检测。有了未签名，它将环绕并变得UINT_MAX.这使得检测错误变得更加困难，因为您期望一个正数，而您得到了一个正数。

所以真的，这取决于。C++使用无符号，因为它需要范围。.NET 使用签名，因为它需要使用没有无符号的语言。

在大多数情况下，两者都可以工作，有时，签名可以使代码更可靠地检测错误。

对

计数和大小使用无符号类型是很自然的，除非我们处于某种上下文中，它们可能是负数但有意义的。我的猜测是，C++遵循与哥哥C相同的逻辑，其中strlen()返回size_t，malloc()带走size_t。

C++（和 C）中有符号和无符号整数的问题在于，当您混合使用这两种整数时，您必须知道它们是如何相互转换的。有些人主张对所有整数使用有符号整数，以避免程序员的无知和注意力不集中的问题。但我认为程序员必须知道如何使用他们的交易工具（编程语言、编译器等）。迟早他们会被转换咬一口，如果不是在他们写的东西中，那么在别人拥有的东西中。这是不可避免的。

因此，了解您的工具，选择适合您情况的工具。

这里有

几个方面：

1

）最大值：通常有符号数字的最大值是相应无符号最大值的1/2。 例如，在 C 中，最大有符号短值为 32767，而最大无符号短值为 65535（因为 -ve 数字不需要范围的 1/2）。 因此，如果您期望的长度或计数会很大，则无符号表示更有意义。

2）安全性：您可以浏览网络以查找整数溢出错误，但想象一下以下代码：

if (length <= 100)
{
  // do something with file
}

。然后，如果"length"是一个有符号值，你就冒着"length"是一个-ve数字的风险（尽管是恶意的，一些强制转换等），并且代码没有执行你期望的。 我在以前的项目中看到过这种情况，其中每个事务的序列都递增，但是当我们使用的有符号整数达到最大有符号整数值 （2147483647） 时，它在下一个增量之后突然变成了 -ve，我们的代码无法处理它。

只是需要考虑一些事情，无论底层语言/API 注意事项如何。

如果您没有设计可重用库（以 .NET 术语表示，例如，VB.NET 项目使用 C# 类库），请选择适合您的库。当然，如果您正在创建任何类型的 DLL，并且您的库可以在具有不同语言的项目中使用是可行的（再次，VB.NET 想到），那么您需要注意不合规的类型（无符号）。

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