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我很难在索引类型之间进行选择size_t，ptrdiff_t它应该能够存储负值。

准确地说，在我的代码中，我需要实现一个数组。我将它的长度（在构造函数中）作为 的类型接收size_t，当我重载时，[] operator我需要索引是类型ptrdiff_t（而不是size_t），因为我想允许负索引，如本例所示：

std::size_t length = 50;
MyVector<int> vec(length);
vec[0] = 10;

MyVector<int> vec2 = vec+1;
std::cout << vec2[-1] << std::endl; //should print 10

上述设计产生的问题是可用索引的范围受到 的最大值的限制ptrdiff_t，并且在某些机器中，该上限小于 的最大值size_t。

IEstd::numeric_limits<std::ptrdiff_t>::max() < std::numeric_limits<std::size_t>::max()

因此，问题是用户可能会创建一个大小大于最大值的数组ptrdiff_t（但仍然在 的范围内size_t，当然），但他将无法访问成功超过的数组元素的最大值ptrdiff_t，因为它们的索引会溢出到负数。在我的机器上，这将可用索引减半！（因为size_t和ptrdiff_t都是 64 位，但一个是unsigned另一个是signed）

以下是我想出的解决方案，但遗憾的是它们都不是完美的：

  1. 在构造函数中，接受 type 的长度ptrdiff_t而不是size_t，并添加一个检查以验证给定的长度是否为负数。

    优点：它解决了这个问题，因为现在我将能够访问数组中的所有元素，并且仍然允许负索引。

    缺点：它限制了数组的最大可能长度。（例如，就像我之前说的，在我的机器中它减半）

  2. 保持原样，但在 中[] operator，将索引转换为 type size_t，并利用负值会溢出的事实。

    即到给定的索引，添加我们当前指向的元素和

    例如，在我之前的示例中，由于 vec2 指向数组中的第二个元素，因此[] operator看起来像

    template<class T>
T& MyVector<T>::operator[] (std::ptrdiff_t index) {
    //Since vec2 points to the second element, we add 1.
    //For vec, we would add 0 since it points at the 
    //first element in the array.
    std::size_t actual_index = static_cast<std::size_t>(index + 1);

    //Do boundary checking

    return this->ptr[actual_index];
}

    优点：我们现在可以访问数组中的所有元素。

    缺点：使用变得笨拙和丑陋。例如，如果我们创建一个 size 的向量std::numeric_limits<std::size_t>::max()，那么为了访问最后一个元素，我们需要访问 '-1' 元素：

    MyVector<int> big_vector(std::numeric_limits<std::size_t>::max());
big_vector[-1] = 5; // big_vector[-1] is the last element in the array.

MyVector<int> big_vector2 = big_vector + 1;
std::cout << big_vector2[-2] << std::endl; // would print 5, since big_vector2 points at the second element in the array
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1 回答 1

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我很难在 size_t 和 ptrdiff_t 之间选择索引类型，它应该能够存储负值。

为什么你把自己限制在 size_t 和 ptrdiff_t？其他整数类型呢？

你有实际的计划来实现一个包含 4.294.967.296 个元素的容器吗？（即2 ^ 32）。

我认为今天没有一个平台可以分配那么多内存——至少在消费级计算机中没有。你在做专门的硬件吗？

对于通用 C++，您可以安全地将std::size_t- 接受构造函数写入std::ptrdiff_t索引类。

您可能必须配置接受的索引范围，以便如果您接受负索引，则有效索引范围应为 (-max32bit, max32bit)。

这意味着，如果您尝试使用具有范围内索引的类（max32bit，max64bit），您的类应该抛出异常。

我的解决方案将std::size_t在构造函数中接受 a （有明确的文档说明索引范围从 -max( ptrdiff_t) 到 max( ptrdiff_t)，而不是从 0 到 max( std::size_t)。然后将使用std::ptrdiff_t.

于 2015-08-10T09:02:10.837 回答