size_t与uintptr_t

C标准保证该size_t类型可以容纳任何数组索引。从逻辑上讲，这意味着size_t应该能够容纳任何指针类型。我在Google上发现的一些网站上读到这是合法的，并且/或者应该一直有效：

void *v = malloc(10);
size_t s = (size_t) v;

因此，在C99中，该标准引入了intptr_t和uintptr_t类型，保证可以容纳指针的有符号和无符号类型：

uintptr_t p = (size_t) v;

那么使用size_t和之间有什么区别uintptr_t？两者都是无符号的，并且都应该能够容纳任何指针类型，因此它们在功能上似乎相同。除了清晰度之外，是否有任何真正令人信服的理由使用uintptr_t（或更好的是void *）而不是size_t？在不透明的结构中，该字段仅由内部函数处理，是否有任何理由不这样做呢？

出于同样的原因，ptrdiff_t它是一个有符号的类型，能够保存指针差异，因此能够保存大多数指针，那么它与intptr_t有何区别？

所有这些类型难道不是都为同一个功能提供了完全不同的版本吗？如果没有，为什么？我不能对其中一个进行处理，而对另一个却不能进行处理？如果是这样，为什么C99在该语言中添加了两种本质上多余的类型？

我愿意忽略函数指针，因为它们不适用于当前问题，但是我可以随意提及它们，因为我有一个偷偷摸摸的怀疑，它们将是“正确”答案的核心。

size_t是可以容纳任何数组索引的类型。从逻辑上讲，这意味着size_t应该能够容纳任何指针类型

不必要！追溯到分段16位体系结构的时代，例如：阵列可能仅限于一个段（因此16位size_t就可以），但是您可能有多个段（因此需要32位intptr_t类型来选择）段以及其中的偏移量）。我知道在统一寻址的非分段体系结构的时代，这些事情听起来很奇怪，但是，标准必须满足比“ 2009年的正常情况”更广泛的变化！-）

关于您的声明：

“ C标准保证该size_t类型可以容纳任何数组索引。从逻辑上讲，这意味着size_t应该可以容纳任何指针类型。”

这实际上是一种谬论（由于错误的推理导致的误解）^（a）。您可能会认为后者是前者的后继者，但实际上并非如此。

指针和数组索引不是同一件事。设想将数组限制为65536个元素但允许指针将任何值寻址到庞大的128位地址空间中的一致性实现是很合理的。

C99声明size_t变量的上限由定义，SIZE_MAX并且可以低至65535（请参见C99 TR3，7.18.3，在C11中未更改）。如果指针在现代系统中仅限于此范围，则会受到相当大的限制。

在实践中，您可能会发现您的假设成立，但这不是因为该标准可以保证这一假设。因为它实际上不能保证。

^（a）顺便说一下，这不是某种形式的人身攻击，只是说明了为什么在批判性思维中您的陈述是错误的。例如，以下推理也无效：

所有的小狗都很可爱。这个东西很可爱。因此，这东西一定是小狗。

小狗的可爱与否与这里无关，我要说的是，这两个事实并不能得出结论，因为前两个句子允许存在不是小狗的可爱事物。

这类似于您的第一条陈述，不一定要强制第二条陈述。

我将让所有其他答案在有关段限制，异乎寻常的体系结构等的推理中站出来。

名称名称上的简单差异是否足以为适当的事物使用适当的类型？

如果要存储尺寸，请使用size_t。如果要存储指针，请使用intptr_t。读取您的代码的人会立即知道“啊哈，这是某种大小，可能以字节为单位”，以及“哦，出于某种原因，这里的指针值存储为整数”。

否则，您可以使用所有功能unsigned long（或在现代unsigned long long）。大小不是全部，类型名称带有含义，这很有用，因为它有助于描述程序。

最大数组的大小可能小于指针。考虑分段的体系结构-指针可能是32位，但是单个段可能只能寻址64KB（例如，旧的实模式8086体系结构）。

尽管这些不再在台式机中普遍使用，但是C标准旨在支持甚至小型的专业架构。例如，仍在开发使用8或16位CPU的嵌入式系统。

我可以想象（所有类型名称都适用），它可以更好地在代码中传达您的意图。

例如，即使Windows上的unsigned short和wchar_t大小相同（我认为），使用wchar_t代替unsigned short表示您将使用它存储宽字符而不是仅仅存储任意数字的意图。

向前和向后看，回想起各种怪异的体系结构散布在整个景观中，我很确定它们正在尝试包装所有现有系统，并提供所有可能的未来系统。

可以肯定的是，到目前为止，我们并不需要太多类型的东西。

但是，即使在LP64（一种相当常见的范例）中，我们也需要size_t和ssize_t作为系统调用接口。可以想象一个更受限制的旧系统或将来的系统，在该系统中使用完整的64位类型比较昂贵，他们可能想在大于4GB的I / O操作上穿梭，但仍然具有64位指针。

我认为您必须怀疑：可能会开发出什么，将来会发生什么。（也许是128位分布式系统的Internet范围内的指针，但是在系统调用中不能超过64位，或者甚至可能是“旧版” 32位限制。:-)老式系统可能会使用新的C编译器的图像。 。

另外，看看周围存在什么。除了数量庞大的286实模式存储模型外，CDC 60位字/ 18位指针大型机怎么样？Cray系列怎么样？没关系，普通的ILP64，LP64，LLP64。（我一直以为Microsoft广泛使用LLP64，应该是P64。）我当然可以想象有一个委员会试图覆盖所有基础...

int main(){
  int a[4]={0,1,5,3};
  int a0 = a[0];
  int a1 = *(a+1);
  int a2 = *(2+a);
  int a3 = 3[a];
  return a2;
}

暗示intptr_t必须始终替代size_t，反之亦然。