Warum wird std :: ssize () in C ++ 20 eingeführt?

C ++ 20 führte die std::ssize()freie Funktion wie folgt ein:

template <class C>
    constexpr auto ssize(const C& c)
        -> std::common_type_t<std::ptrdiff_t,
                              std::make_signed_t<decltype(c.size())>>;

Eine mögliche Implementierung scheint zu verwenden static_cast, um den Rückgabewert der size()Mitgliedsfunktion von cl ass C in sein vorzeichenbehaftetes Gegenstück umzuwandeln .

Da die size()Mitgliedsfunktion von C immer nicht negative Werte zurückgibt, warum sollte jemand sie in vorzeichenbehafteten Variablen speichern wollen? Wenn man es wirklich will, ist es eine Frage der Einfachheit static_cast.

Warum wird std::ssize()in C ++ 20 eingeführt?

Die Begründung wird in diesem Papier beschrieben . Ein Zitat:

Bei der Übernahme von span in C ++ 17 wurde eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl sowohl als Index als auch als Größe verwendet. Teilweise sollte dies die Verwendung von "-1" als Sentinel-Wert ermöglichen, um einen Typ anzugeben, dessen Größe zum Zeitpunkt der Kompilierung nicht bekannt war. Da jedoch ein STL-Container, dessen size () -Funktion einen vorzeichenbehafteten Wert zurückgab, problematisch war, wurde P1089 eingeführt, um das Problem zu "beheben". Es erhielt mehrheitliche Unterstützung, jedoch nicht die für den Konsens erforderliche 2-zu-1-Marge.

Dieses Dokument, P1227, war ein Vorschlag zum Hinzufügen von std :: ssize- und member ssize () -Funktionen, die keine Mitglieder sind. Die Einbeziehung dieser würde bestimmten Code viel einfacher machen und die Vermeidung unerwünschter Vorzeichen bei Größenberechnungen ermöglichen. Die Idee war, dass der Widerstand gegen P1089 abnehmen würde, wenn ssize () für alle Container verfügbar gemacht würde, sowohl über std :: ssize () als auch als Elementfunktionen.

Unentgeltlich von Eric Niebler gestohlen :

'Unsigned types signal that a negative index/size is not sane'war die vorherrschende Weisheit, als die STL zum ersten Mal entworfen wurde. Aber logischerweise muss eine Anzahl von Dingen nicht positiv sein. Möglicherweise möchte ich eine Zählung in einer vorzeichenbehafteten Ganzzahl beibehalten, um die Anzahl der Elemente anzugeben, die einer Sammlung hinzugefügt oder daraus entfernt wurden. Dann möchte ich das mit der Größe der Sammlung kombinieren. Wenn die Größe der Sammlung nicht signiert ist, muss ich jetzt signierte und nicht signierte Arithmetik mischen, was eine Fehlerfarm ist. Compiler warnen davor, aber da das Design der STL Programmierer so ziemlich in diese Situation zwingt, ist die Warnung so häufig, dass die meisten Leute sie ausschalten. Das ist eine Schande, denn dies verbirgt echte Fehler.

Die Verwendung von Ints ohne Vorzeichen in Schnittstellen ist nicht der Segen, den viele Leute denken. Wenn ein Benutzer versehentlich eine leicht negative Zahl an die API übergibt, wird diese plötzlich zu einer riesigen positiven Zahl. Wenn die API die Nummer als signiert angenommen hat, kann sie die Situation erkennen, indem sie behauptet, dass die Nummer größer oder gleich Null ist.

Wenn wir die Verwendung von nicht signierten Ints auf Bit Twiddling (z. B. Masken) beschränken und überall signierte Ints verwenden, ist es weniger wahrscheinlich, dass Fehler auftreten, und es ist einfacher, sie zu erkennen, wenn sie auftreten.