C++ 中 size_t 的用(用于跨平台编译)

1. 什么是 size_t

size_t 是 C 和 C++ 标准库中定义的一种无符号整数类型（即 unsigned integer type），通常用于表示对象或数组在内存中的大小或下标索引。

它的定义在头文件中（取决于使用的库）：

#include <cstddef> // 在 C++
#include <stddef.h> // 在 C
#include <cstdlib>  // 也可以间接包含

本质：

• size_t 的实际底层类型依赖平台和编译器，比如：
  • 在 32 位平台默认 size_t 是 unsigned int (4 字节，范围 0 ～ 4,294,967,295)
  • 在 64 位平台默认 size_t 是 unsigned long long 或 unsigned long (8 字节，范围 0 ～ 18,446,744,073,709,551,615)
• 保证足够大以存储任何对象在单个内存空间中的大小。

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2. 为什么需要 size_t

size_t 出现的目的是适配不同平台：

• 如果你直接用 unsigned int 存储数组长度或内存大小，在 64 位系统上可能不够大。
• size_t 可以在不同架构下自动采用合适的宽度，保证能表达当前系统上的最大地址范围。

所以在 C++ 的标准库函数中，涉及对象大小、数组长度、容器 size 等的接口都会使用 size_t。

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3. 常见用法

3.1 表示对象大小

sizeof 运算符的返回值类型就是 size_t：

#include <iostream>
#include <cstddef>int main() {size_t size_int = sizeof(int);size_t size_double = sizeof(double);std::cout << "sizeof(int) = " << size_int << '\n';std::cout << "sizeof(double) = " << size_double << '\n';
}

输出：

sizeof(int) = 4
sizeof(double) = 8

3.2 数组索引和长度

STL 容器的 .size() 方法返回值是 size_t：

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 3};for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {std::cout << v[i] << " ";}
}

好处：i 用 size_t 避免了负数索引的出现。

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3.3 内存分配

C 标准库函数 malloc()、calloc() 参数类型是 size_t：

#include <cstdlib>
#include <iostream>int main() {size_t n = 10;int* arr = (int*) std::malloc(n * sizeof(int));if (arr) {// 使用 arrstd::free(arr);}
}

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3.4 字符串操作

strlen() 返回类型是 size_t：

#include <cstring>
#include <iostream>int main() {const char* str = "Hello";size_t len = std::strlen(str);std::cout << "Length: " << len << '\n';
}

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4. 使用 size_t 时的注意事项

4.1 无符号整数的陷阱

size_t 是无符号类型，和有符号类型混合运算可能出现意想不到的结果：

#include <iostream>int main() {int a = -5;size_t b = 10;if (a < b) {std::cout << "a < b\n";} else {std::cout << "a >= b\n";}
}

即使 a = -5，输出可能是 “a >= b”，因为比较时 a 先转成 size_t，变成一个非常大的无符号数。

建议：在循环或数值比较中，避免让 size_t 和有符号类型直接比较，必要时显式类型转换。

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4.2 用在循环时

在逆序遍历时要特别小心：

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 3};// 错误写法for (size_t i = v.size() - 1; i >= 0; --i) {std::cout << v[i] << " ";}
}

这是 死循环，因为 i 是无符号数，i >= 0 永远成立。
正确写法：

for (size_t i = v.size(); i-- > 0; ) {std::cout << v[i] << " ";
}

或者用有符号数：

for (int i = (int)v.size() - 1; i >= 0; --i) {std::cout << v[i] << " ";
}

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5. 总结

• size_t 是无符号整数类型，保证能表示当前平台任何对象的大小。
• 广泛用于数组下标、容器大小、内存分配、字符串长度等场景。
• 在 STL、sizeof、malloc、strlen 等接口中都会使用。
• 注意它的无符号运算陷阱，尤其是与有符号整数混用时。
• 跨平台开发时，size_t 比直接用 unsigned int 更安全。