整型数的使用规范

作者: xuyafei86 | 来源:发表于2016-03-28 10:02 被阅读1214次

    C语言中的整型有很多种,到了 Objective-C 中,除了这些类型外,又加入了 NSIntenger 等。

    • short
    • int
    • long
    • long long
    • NSIntenger
    • int8_t
    • int16_t
    • int32_t
    • int64_t

    Long

    在C语言中有时候我们需要比 int(32bit)范围更大的整型。而 long 的位数是由编译器决定的,大部分C语言的编译器会根据系统的位数来决定 long 的位数,在32位中 long 是32位(LONG_MAX=2147483647),在64位中 long 是64位(LONG_MAX=9223372036854775807)。这种情况下,在32位系统中我们就需要使用 long long int(64bit),而在64位系统中则应该使用 long int(64bit)。这对程序员来说是个很棘手的问题,我们不可能根据系统位数来决定使用哪种类型。这时就应该使用固定位数的 int8_t、int16_t、int32_t、int64_t。他们的范围分别对应8bit、16bit、32bit、64bit。所以,如果想要在多种平台上都获得较大的位数,则应该使用 int64_t。

    NSIntenger

    NSIntenger 是 Objective-C 中新的整型数,在 iOS 开发中我们也习惯使用 NSIntenger。他的源代码如下。

    #if __LP64__ || (TARGET_OS_EMBEDDED && !TARGET_OS_IPHONE) || TARGET_OS_WIN32 || NS_BUILD_32_LIKE_64
    typedef long NSInteger;
    typedef unsigned long NSUInteger;
    #else
    typedef int NSInteger;
    typedef unsigned int NSUInteger;
    #endif
    

    可以发现,NSIntenger 与 long 的特性相似,位数都是根据系统位数来确定。但是唯一的差距是,NSIntenger 是通过预编译来确定 NSIntenger 是重定义 int 还是 long,这在 Cocoa 的控制之下。NSInteger 的存在的原因是因为许多遗留的 API 使用不当。在 iOS 没有64位系统之前,如果 API 用 int 来持有有效的指针,由于指针的位数是与系统位数保持一致的。这意味在64位系统中该 API 的不得不从 int 改为 long 才能正确记录所有有效指针(如下代码)。如果使用 NSInteger 则无需考虑这样的问题。根据我谨慎的猜测,long 的位数与系统位数保持一致,也应该是由于这样的原因。但是相对于 NSIntenger 这种通过预编译来控制的方式,long 对于苹果来说明显更加不可控。

    隐患

    知道了上述这些差异后,就来举两个例子说明不了解这些差异可能带来的隐患。

    用 int 储存指针地址

    - (NSUInteger)hash {
        long v1 = (long)((void *)_selector);
        long v2 = (long)_target;
        return v1 ^ v2;
    }
    

    这是 YYKit 中的一段代码。这里如果使用 int 去储存函数指针地址,在64位的系统中则会有一半的地址因为越界变成 INT_MAX。

    格式化 NSInteger

    当我们打印或格式化 NSInteger 时可能会时而遇到这样的警告,时而又不会。

    NSInteger test;
    NSLog(@"%d", test);
    
    NSInteger_Warning.png

    这是因为,当我们用32位的手机(iPhone5s 以下)调试的时候,NSIntenger 其实就是int,所以没有警告。当我们拔掉数据线时,Xcode 会默认选中“Generic iOS Device”,而“Generic iOS Device”模拟的是64位的真机,这时 NSIntenger 就是 long,所以才会出现警告。当我们切换模拟器时也会出现这样的情况。这就是为什么这样的警告时而出现时而消失的原因。

    占用空间

    通过如下代码对各种整型的占用的大小进行打印。

    short _short = 0;
    int _int = 0;
    long _long = 0;
    long long _long_long = 0;
    NSInteger _NSIntenger = 0;
    int8_t _int8_t = 0;
    int16_t _int16_t = 0;
    int32_t _int32_t = 0;
    int64_t _int64_t = 0;
    NSLog(@"\nshort:%lu\n"
          "int:%lu\n"
          "long:%lu\n"
          "long long:%lu\n"
          "NSInteger:%lu\n"
          "int8_t:%lu\n"
          "int16_t:%lu\n"
          "int32_t:%lu\n"
          "int64_t:%lu\n",
          sizeof(_short),
          sizeof(_int),
          sizeof(_long),
          sizeof(_long_long),
          sizeof(_NSIntenger),
          sizeof(_int8_t),
          sizeof(_int16_t),
          sizeof(_int32_t),
          sizeof(_int64_t));
    

    打印出来的结果如下:

    64bit
    short:2
    int:4
    long:8
    long long:8
    NSInteger:8
    int8_t:1
    int16_t:2
    int32_t:4
    int64_t:8

    32bit
    short:2
    int:4
    long:4
    long long:8
    NSInteger:4
    int8_t:1
    int16_t:2
    int32_t:4
    int64_t:8

    根据打印信息我们发现 short、int 和 long long 不管在32位还是64位系统中他们的大小都是固定的。查看代码发现,其实 int16_t、int32_t、int64_t 就是简单的重定义了 short、int、long long 而已。

    更多

    除了这些之外,Objective-C 中还重定义了大量类似的整数类型。

    typedef unsigned char                   UInt8;
    typedef signed char                     SInt8;
    typedef unsigned short                  UInt16;
    typedef signed short                    SInt16;
    #if __LP64__
    typedef unsigned int                    UInt32;
    typedef signed int                      SInt32;
    #else
    typedef unsigned long                   UInt32;
    typedef signed long                     SInt32;
    #endif
    

    UInt8、SInt8、UInt16、SInt16、UInt32、SInt32 分别对应 uint8_t、int8_t、uint16_t、int16_t、NSInteger、NSUInteger。前四种相对后四种来说使用驼峰命名法,更符合Objective-C的风格。他们均在 Core Framework 中大量使用。

    使用

    在 iOS 开发中我们习惯使用 NSIntenger,因为 Cocoa 的 API 返回的数据类型大多是 NSIntenger。而且,如果将来 iPhone 推出了新的系统架构,NSIntenger 也可以保证你老项目中任何奇怪的代码都不会出现隐患。对于几种简单的场景,可以按照如下这样使用。

    1. 在简单的循环中建议使用int。
    2. 成员/静态/全局变量建议使用NSIntenger。
    3. 对较大范围有强制要求时可以使用int64_t。
    4. 储存颜色可以使用uint8_t。

    除此之外,整型数还有很多种类型,他们都是根据C语言的基础数据类型进行重定义。使用时可以根据代码找到最终的数据类型和可能存在宏判断结合 short、int、long、long long 在32位和64位系统下大小的区别来推断他们等价的类型。

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