選擇最合適的整數大小/範圍用於變量

Question

stdint.h C99提供了整數大小，類型和範圍的許多選項 - 很多我不知道要選擇什麼！

我知道how to use size_t and ptrdiff_t適當時，我使用固定大小類型的存儲和傳輸。我的問題涉及只存儲在主機內存中的值。

例如，對於圖像的結構可能會包含這些成員：

struct image { 
    integer width, height; /* pixel dimensions of the image */ 
    integer bits_per_pixel; 
    ... 
}; 

如果width和height絕不會超過SHRT_MAX，應在short使用，或與int堅守？圖像不能有負寬度或高度，所以使用無符號類型？也許(u)int_least16_t是正確的選擇？還有別的嗎？

如果bits_per_pixel絕不會超過64個使用char，unsigned char，uint8_t，int或別的東西的價值？

你會在這個例子中使用什麼？爲什麼？

代碼運行的CPU體系結構如何影響選擇？即PPC或x86,32或64位。
代碼將運行的設備如何影響選擇？即桌面，電話，控制檯。
選擇與性能和優化有什麼關係？

我簡單的問題是：你如何選擇使用哪個整數？

Answer 1

我會說：不要太擔心這個，它往往是一種過早的優化形式。但我的經驗法則是：

• 如果可能，請使用普通的int。它應該是機器的自然字大小。
• 使用unsigned類型時，您需要定義明確的整數溢出。
• 當您需要兩個補碼錶示法時，請使用(u)intX_t類型。
• 對於值爲<= UCHAR_MAX的大型陣列，使用unsigned char。

請注意，<stdint.h>中的很多類型都是可選的，因此您不能依賴它們的存在。 POSIX使這個稍微好一些。

Answer 2

沒有硬性規定。

如果您選擇的類型太小，最終可能會人爲地限制您的程序可以處理的數據集。太大了，你的表現可能會受到影響。

除非您遇到針對您的特定任務的性能問題，否則我肯定會傾向於「太大」。雖然使用一個整數來表示比特/像素是愚蠢的，但它可能不會損害任何更大的方案。

Answer 3

除非您的應用程序真的是內存密集型，否則不要擔心大小和使用int。使用short或char會導致稍後可能導致問題的細微錯誤。另外，使用char或short將無法獲得任何額外的CPU週期。

Answer 4

對於您的示例，我只需使用int或（可能更好）unsigned三個字段。除了包含數千或數百萬個元素的數組之外，使用更小的類型是沒有意義的;它只是施加了人爲限制。

要回答的更普遍的問題，下面是一些指導我去了：

• 總是選擇你將存儲的值正確的符號性。
• 對於對象計數，索引，內存中的字符串/數據的長度等，請使用size_t。
• 對於具有需要能夠存儲的特定值範圍的數據，以及不需要存儲超出範圍的值的數據，請使用stdint.h（uint8_t，uint16_t）中的一個固定大小整數類型，uint32_t等）。想到這種需求的常見例子是像素值，音頻採樣和Unicode字符（通常分別爲8,16和32位）。
• 否則，int或unsigned可能是正確的使用類型。