Question

我难以在size_t和ptrdiff_t之间选择索引类型，而该索引应该能够存储负值。

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size_t的类型接收，当我重载[] operator时，我需要索引的类型为ptrdiff_t（而不是size_t），因为我想允许负面索引，如下例所示：

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

所述设计产生的问题是可用索引的范围受ptrdiff_t的最大值限制，并且在某些机器中，此上限小于{{的最大值1}} 即可。

即。 size_t

因此，问题是用户可能会创建一个大小大于std::numeric_limits<std::ptrdiff_t>::max() < std::numeric_limits<std::size_t>::max()的最大值的数组（当然，仍然在ptrdiff_t的范围内），但是他无法访问成功超过size_t 最大值的数组元素，因为它们的索引会溢出到负数。在我的机器上，这将可用的索引减少了一半！（因为ptrdiff_t和size_t都是64位，但一个是ptrdiff_t，另一个是unsigned）

以下是我提出的解决方案，但遗憾的是没有一个是完美的：

在构造函数中，接受signed类型的长度而不是ptrdiff_t，并添加一个检查，确认给定的长度不是负数。

优点：它解决了这个问题，因为现在我可以访问数组中的所有元素，但仍允许使用负数索引。

缺点：它限制了数组的最大可能长度。（例如我之前说的，在我的机器中它减半）
保持原样，但在size_t中，将索引转换为[] operator类型，并利用负值溢出的事实。

即。到给定的索引，添加我们当前指向的元素和
之间的差异
例如，在我之前的例子中，由于vec2指向了arary中的 second 元素，size_t看起来像
```
[] operator
```
优点：我们现在能够访问数组中的所有元素。

缺点：使用变得笨拙和丑陋。例如，如果我们创建一个大小为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]; }的向量，那么为了访问最后一个元素，我们需要访问＆＃39; -1＆＃39;元素：
```
std::numeric_limits<std::size_t>::max()
```

Answer 1

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。

为什么你限制自己的size_t和ptrdiff_t？那么其他整数类型呢？

您是否有实际计划实施具有4.294.967.296元素的容器？（即2 ^ 32）。

我认为今天没有一个平台可以分配那么多内存 - 至少在消费级别的计算机上没有。你在使用专门的硬件吗？

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。

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

这意味着，如果您尝试使用范围内的索引（max32bit，max64bit）的类，则您的类应该抛出异常。

我的解决方案会在构造函数中接受std::size_t（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0 max（std::size_t）。然后使用std::ptrdiff_t索引该类。

用于负数组索引的C ++ size_t和ptrdiff_t

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