C++:45---stddef.h头文件（ptrdiff_t、size_t、wchar_t数据类型、NULL、offsetof宏）

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董哥的黑板报 2022-04-20 11:07:30 博主文章分类：C++ ©著作权

文章标签 stddef.h ptrdiff_t size_t NULL offsetof 文章分类 代码人生

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一、stddef.h头文件

该头文件定义了各种变量类型和宏。这些定义中的大部分也出现在其它头文件中

二、ptrdiff_t数据类型

这是有符号整数类型，它是两个指针相减的结果
ptrdiff_t通常被定义为long int类型
与size_t的区别：

因为size_t通常用来表示数组的长度等，所以size_t必须是一个正数所以被设计为unsigned类型
ptrdiff_t应保证足以存放同一数组中两个指针之间的差距，而距离有可能是负数，所以被设计为signed类型

演示案例

#include <cstddef>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int main()
{
    int arr[4]={1,2,3,4};

    std::ptrdiff_t len1=arr[3]-arr[0];
    std::ptrdiff_t len2=arr[0]-arr[3];

    std::cout<<"arr[3]-arr[0] is "<<len1<<std::endl;
    std::cout<<"arr[0]-arr[3] is "<<len2<<std::endl;

    return 0;
}

C++:45---stddef.h头文件（ptrdiff_t、size_t、wchar_t数据类型、NULL、offsetof宏）_ptrdiff_t

三、size_t数据类型

它是一个与机器相关的unsigned类型，其大小足以保证存储内存中对象的大小
使用场景：

例如，bitset的size操作返回bitset对象中二进制位中1的个数，返回值类型是size_t
例如：在用下标访问元素时，vector使用vector::size_type作为下标类型，而数组下标的正确类型则是size_t。vector使用的下标实际也是size_t，源码是typedef size_t size_type
sizeof运算符的返回值就是size_t类型

定义：
C语言系统使用typedef将unsigned int或unsigned long定义为size_t
typedef unsigned int size_t;
typedef unsigned long size_t;

实现方式、可移植性
在C++中，设计size_t 就是为了适应多个平台的。size_t的引入增强了程序在不同平台上的可移植性
size_t是针对系统定制的一种数据类型，一般是整型，因为C/C++标准只定义一最低的位数，而不是必需的固定位数。而且在内存里，对数的高位对齐存储还是低位对齐存储各系统都不一样。为了提高代码的可移植性，就有必要定义这样的数据类型。一般这种类型都会定义到它具体占几位内存等。当然，有些是编译器或系统已经给定义好的。经测试发现，在32位系统中size_t是4字节的，而在64位系统中，size_t是8字节的，这样利用该类型可以增强程序的可移植性

使用size_t时，编辑器会根据不同的系统替换标准类型
可以使用%zd打印size_t的类型。如果不支持%zd，还可以使用%u、%lu

关于size_t在for等循环中的一个注意事项
因为size_t是一个无符号类型，因此其的值永远都是大于0的
看下面一个for循环，其在条件中使用size_t的数据类型进行递减，但是由于size_t的数永远都是大于0的，因此for循环的"n>=0"的条件永远为真，因此for循环可能会永远执行下去
vector<int> g_clients;

for (size_t n = g_clients.size() - 1; n >= 0; --n)
{
    //...
}
有些编译器可能会给出警告，有些编译器可能会直接报错
正确的做法是将上面的g_clients.size()返回值转换为int，代码如下：
vector<int> g_clients;

for (int n = (int)g_clients.size() - 1; n >= 0; --n)
{
    //...
}