Ich antwortete, es war Prozessor ... wahrscheinlich habe ich mich geirrt :(
Vijay
Vielleicht sollten Sie Ihren Fragenbeitrag umbenennen? Sie schienen sich nur mit der Größe eines int zu befassen, nicht mit einem Zeichen (das per Definition Größe 1 ist, unabhängig von Compiler oder Prozessor).
"Warum gibt es eine enge Abstimmung?" Eine Person mit mehr als 100 Fragen zu seinem Kredit sollte wissen, zuerst zu suchen ...
dmckee --- Ex-Moderator Kätzchen
3
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass "int" und "integer" zwei verschiedene Dinge sind: inteiner von mehreren Integer-Typen.
Keith Thompson
Antworten:
131
Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, wie weit wir von praktischen Überlegungen entfernt sind.
Letztendlich hängt theoretisch alles in C und C ++ vom Compiler und nur vom Compiler ab. Hardware / OS spielt überhaupt keine Rolle. Dem Compiler steht es frei, eine Hardware-Abstraktionsschicht beliebiger Dicke zu implementieren und absolut alles zu emulieren. Nichts hindert eine C- oder C ++ - Implementierung daran, den intTyp einer beliebigen Größe und Darstellung zu implementieren , sofern er groß genug ist, um die im Sprachstandard festgelegten Mindestanforderungen zu erfüllen. Praktische Beispiele für eine solche Abstraktionsebene sind leicht verfügbar, z. B. Programmiersprachen, die auf der Plattform "Virtual Machine" basieren, wie Java.
C und C ++ sollen jedoch hocheffiziente Sprachen sein. Um maximale Effizienz zu erzielen, muss eine C- oder C ++ - Implementierung bestimmte Überlegungen berücksichtigen, die von der zugrunde liegenden Hardware abgeleitet sind. Aus diesem Grund ist es sehr sinnvoll sicherzustellen, dass jeder Basistyp auf einer Darstellung basiert, die direkt (oder fast direkt) von der Hardware unterstützt wird. In diesem Sinne hängt die Größe der Basistypen von der Hardware ab.
Mit anderen Worten, eine bestimmte C- oder C ++ - Implementierung für eine 64-Bit-Hardware- / Betriebssystemplattform kann absolut kostenlos intals vorzeichenbehafteter 71-Bit-1-Komplement-Integraltyp implementiert werden , der 128 Bit Speicher belegt, wobei die anderen 57 Bit als Füllbits verwendet werden Diese sind immer erforderlich, um das Geburtsdatum der Freundin des Compilerautors zu speichern. Diese Implementierung hat sogar einen gewissen praktischen Wert: Sie kann verwendet werden, um Laufzeitprüfungen der Portabilität von C / C ++ - Programmen durchzuführen. Aber hier würde der praktische Nutzen dieser Implementierung enden. Erwarten Sie nicht, dass so etwas in einem "normalen" C / C ++ - Compiler zu sehen ist.
Der Vollständigkeit halber zitiere ich nur den C ++ - Standard: "Einfache Ints haben die natürliche Größe, die von der Architektur der Ausführungsumgebung vorgeschlagen wird." Es ist Sache des Compiler-Autors, zu entscheiden, was "natürlich" bedeutet.
Mike Seymour
1
Ich habe Ihre Antwort nicht verstanden. Können Sie bitte Ihre Antwort verbessern, indem Sie die Rollen diskutieren, die Hardware, Betriebssystem und Compiler bei der Entscheidung über die Größe von Datentypen wie z int. Die erste Zeile besagt, dass alles vom Compiler abhängt, aber dann erwähnen Sie, dass es einige Hardware-Einschränkungen für die Effizienz gibt. Können Sie dies bitte besprechen?
YEP
2
@ YEP: Ich sehe den Widerspruch nicht. "Hardware-Einschränkungen" sind überhaupt keine Einschränkungen . Sie sind lediglich Vorschläge , die befolgt werden müssen, um den effizientesten Code zu erhalten. Wenn Sie sich jedoch nicht für die maximal erreichbare Effizienz des kompilierten Codes interessieren, können Sie einen Compiler implementieren, der alle Hardware-Überlegungen vollständig ignoriert.
Am
1
Ich würde sagen, der praktische Nutzen könnte noch ein bisschen weiter gehen. Was ist, wenn der Compilerautor sich an das Geburtsdatum seiner Freundin erinnern muss? : v
Suchipi
1
Ich mag die Idee, dass der Compiler alles kann. Ich werde ein fraktales int implementieren , bei dem Sie die Entropie einer ganzen Zahl speichern und das, was Sie zurückerhalten, Wärme ist.
Erik Aronesty
37
Ja, dies hängt sowohl von Prozessoren (genauer gesagt ISA, Befehlssatzarchitektur, z. B. x86 und x86-64) als auch von Compilern einschließlich des Programmiermodells ab. In 16-Bit-Computern betrug die Größe von (int) beispielsweise 2 Byte. 32-Bit-Maschinen haben 4 Bytes für int. Es wurde angenommen, dass es sich intum die native Größe eines Prozessors handelt, dh um die Größe des Registers. 32-Bit-Computer waren jedoch so beliebt, und für das 32-Bit-Programmiermodell wurde eine große Anzahl von Software geschrieben. Es wäre also sehr verwirrend, wenn ein 64-Bit-Computer 8 Bytes für hätte int. Sowohl Linux als auch Windows bleiben 4 Bytes für int. Sie unterscheiden sich jedoch in der Größe von long.
Schauen Sie sich das 64-Bit-Programmiermodell wie LP64 für die meisten * nix und LLP64 für Windows an:
Solche Unterschiede sind eigentlich ziemlich peinlich, wenn Sie Code schreiben, der sowohl unter Windows als auch unter Linux funktionieren sollte. Also, ich bin immer mit int32_toder int64_tanstatt longüber stdint.h .
Ein kleiner Tippfehler, den Sie erwähnt haben, sizeof(int)ist 16 auf einem 16-Bit-Computer, aber es ist wahrscheinlicher, dass es 2 ist.
dreamlax
Vielen Dank! 16 Bits oder 2 Bytes. Korrigiert.
Minjang
Wenn Sie einen Typ benötigen, der "mindestens 32 Bit" ist, longreicht dies aus und sollte kein Problem verursachen, wenn er zu lang ist. Die Hauptausnahme ist, wenn Sie direkt von einem On-Disk- oder Netzwerkformat lesen oder darauf schreiben.
Café
2
@caf - gehe niemals davon aus, dass long> = 32 Bit ist. Es ist wahrscheinlich, aber rechnen Sie nicht damit. Ich habe einen Compiler verwendet, der 1 Bit für short, 8 Bit für intund 16 Bit für verwendet hat long. Verwenden Sie int32_tstattdessen.
Mark Lakata
@MarkLakata: Was auch immer die Sprache , dass Compiler wurde kompiliert, war es nicht C longmuss in der Lage sein , alle Zahlen im Bereich darzustellen -2147483647 bis 2147483648.
caf
7
Ja es würde. Meinten sie "wovon würde es abhängen: vom Compiler oder vom Prozessor"? In diesem Fall lautet die Antwort im Grunde "beides". Normalerweise ist intes nicht größer als ein Prozessorregister (es sei denn, das ist kleiner als 16 Bit), aber es könnte kleiner sein (z. B. ein 32-Bit-Compiler, der auf einem 64-Bit-Prozessor ausgeführt wird). Im Allgemeinen benötigen Sie jedoch einen 64-Bit-Prozessor, um Code mit einem 64-Bit-Int auszuführen.
Der erste Teil Ihrer Antwort ist für mich sehr aufschlussreich. Ich bin verwirrt, als Sie sagten "Sie benötigen einen 64-Bit-Prozessor, um Code mit einem 64-Bit-Int auszuführen". Ich habe gelernt, dass int größer als die native Größe der Maschine von der Maschine gehandhabt werden kann, indem sie in kleinere Stücke zerlegt wird. es würde einige Leistungseinbußen geben. ist das nicht der fall
KawaiKx
@ Sarurabh: Ich habe sehr spezifisch über den genannten Typ kommentiert int. Viele (die meisten?) 32-Bit-Compiler haben einen 64-Bit-Typ, aber einen anderen Namen (z . B. __int64oder long long).
Jerry Coffin
7
Basierend auf einigen kürzlich durchgeführten Untersuchungen habe ich mich mit Firmware-Interviews befasst:
Die wichtigste Auswirkung der Prozessor-Bit-Architektur, dh 8 Bit, 16 Bit, 32 Bit, 64 Bit, besteht darin, wie Sie jedes Informationsbyte am effizientesten speichern müssen, um Variablen in der minimalen Anzahl von Zyklen am besten zu berechnen.
Die Bitgröße Ihres Prozessors gibt an, welche natürliche Wortlänge die CPU in einem Zyklus verarbeiten kann. Eine 32-Bit-Maschine benötigt 2 Zyklen, um ein 64-Bit-Double zu verarbeiten, wenn es im Speicher richtig ausgerichtet ist. Die meisten PCs waren und sind 32-Bit-Computer, daher der wahrscheinlichste Grund für die typische Affinität des C-Compilers zu 32-Bit-Ganzzahlen mit Optionen für größere Gleitkommazahlen und lange lange Ints.
Natürlich können Sie größere Variablengrößen berechnen, sodass in diesem Sinne die Bitarchitektur der CPU bestimmt, wie größere und kleinere Variablen gespeichert werden müssen, um die bestmögliche Verarbeitungseffizienz zu erzielen. Dies ist jedoch keineswegs ein begrenzender Faktor bei der Definition von Bytegrößen Für Ints oder Chars ist dies Teil von Compilern und was durch Konventionen oder Standards vorgeschrieben ist.
Ich fand diese Seite sehr hilfreich, http://www.geeksforgeeks.org/archives/9705 , um zu erklären, wie sich die natürliche Wortlänge der CPU darauf auswirkt, wie größere und kleinere Variablentypen gespeichert und verarbeitet werden, insbesondere im Hinblick auf das Packen von Bits in Strukturen. Sie müssen genau wissen, wie Sie Variablen zuweisen, da größere Variablen im Speicher ausgerichtet werden müssen, damit sie die geringste Anzahl von Zyklen benötigen, wenn sie durch die Wortlänge der CPU geteilt werden. Dies fügt Dingen wie Strukturen viel potenziell unnötigen Puffer / leeren Speicherplatz hinzu, wenn Sie die Zuordnung Ihrer Variablen schlecht ordnen.
Die einfache und richtige Antwort ist, dass es vom Compiler abhängt. Das bedeutet nicht, dass Architektur irrelevant ist, aber der Compiler kümmert sich darum, nicht um Ihre Anwendung. Man könnte genauer sagen, es hängt von der (Ziel-) Architektur des Compilers ab, zum Beispiel, ob seine 32 Bit oder 64 Bit.
Angenommen, Sie haben eine Windows-Anwendung, die eine Datei erstellt, in der sie ein intPlus und andere Dinge schreibt und zurückliest. Was passiert, wenn Sie dies sowohl in 32-Bit- als auch in 64-Bit-Fenstern ausführen? Was passiert, wenn Sie die auf einem 32-Bit-System erstellte Datei kopieren und im 64-Bit-System öffnen?
Sie könnten denken, dass die Größe von int in jeder Datei unterschiedlich sein wird, aber nein, sie werden gleich sein, und dies ist der Kern der Frage. Sie wählen die Einstellungen im Compiler aus, die auf eine 32-Bit- oder 64-Bit-Architektur abzielen sollen, und das bestimmt alles.
Die Größe der Datentypen hängt vom Prozessor ab, da der Compiler den Zugriff auf die CPU im nächsten Byte erleichtern möchte. Beispiel: Wenn der Prozessor 32-Bit ist, wählt der Compiler die int-Größe möglicherweise nicht als 2 Byte (wobei er 4 Byte auswählen soll), da der Zugriff auf weitere 2 Bytes dieses int (4 Byte) zusätzlichen CPU-Zyklus erfordert, der verschwendet wird. Wenn der Compiler int als 4 Byte wählt, kann die CPU auf einmal auf volle 4 Byte zugreifen, was Ihre Anwendung beschleunigt.
Dies ist eine Fälschung: "Die Größe der Datentypen hängt vom Prozessor ab, da der Compiler die CPU im nächsten Byte leichter zugänglich machen möchte." Der Compiler ist keine Person, er hat keine Wünsche. Sie können den Compiler beliebig implementieren. Die Effizienz des generierten Codes in jeder Metrik ist ein Problem, aber kein Problem, wenn es um den Standard geht. Wie ein anderer Antwortender gesagt hat, können Sie ein Binärbild mit dem Geburtsdatum Ihrer Freundin erstellen, das zwischen den einzelnen Anweisungen liegt :) Ihre abstrakte Diskussion darüber, was eine CPU für Zyklen usw. tun könnte oder nicht, ist sinnlos.
Unslander Monica
0
Die Größe des int entspricht der Wortlänge, die von der zugrunde liegenden ISA abhängt. Der Prozessor ist nur die Hardware-Implementierung des ISA und der Compiler ist nur die softwareseitige Implementierung des ISA. Alles dreht sich um die zugrunde liegende ISA. Das beliebteste ISA ist heutzutage Intels IA-32. Es hat eine Wortlänge von 32 Bit oder 4 Byte. 4 Bytes können die maximale Größe von 'int'-Compilern (nur int, nicht kurz oder lang) sein. basierend auf IA-32, könnte verwenden.
Die Größe des Datentyps hängt im Wesentlichen vom Typ des Compilers ab, und die Compiler werden auf der Grundlage der Architektur der Prozessoren entworfen, sodass der externe Datentyp als vom Compiler abhängig angesehen werden kann. Die Ex-Größe der Ganzzahl beträgt 2 Byte im 16-Bit-TC-Compiler, aber 4 Byte im gcc-Compiler, obwohl sie im selben Prozessor ausgeführt werden
inteiner von mehreren Integer-Typen.Antworten:
Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, wie weit wir von praktischen Überlegungen entfernt sind.
Letztendlich hängt theoretisch alles in C und C ++ vom Compiler und nur vom Compiler ab. Hardware / OS spielt überhaupt keine Rolle. Dem Compiler steht es frei, eine Hardware-Abstraktionsschicht beliebiger Dicke zu implementieren und absolut alles zu emulieren. Nichts hindert eine C- oder C ++ - Implementierung daran, den
intTyp einer beliebigen Größe und Darstellung zu implementieren , sofern er groß genug ist, um die im Sprachstandard festgelegten Mindestanforderungen zu erfüllen. Praktische Beispiele für eine solche Abstraktionsebene sind leicht verfügbar, z. B. Programmiersprachen, die auf der Plattform "Virtual Machine" basieren, wie Java.C und C ++ sollen jedoch hocheffiziente Sprachen sein. Um maximale Effizienz zu erzielen, muss eine C- oder C ++ - Implementierung bestimmte Überlegungen berücksichtigen, die von der zugrunde liegenden Hardware abgeleitet sind. Aus diesem Grund ist es sehr sinnvoll sicherzustellen, dass jeder Basistyp auf einer Darstellung basiert, die direkt (oder fast direkt) von der Hardware unterstützt wird. In diesem Sinne hängt die Größe der Basistypen von der Hardware ab.
Mit anderen Worten, eine bestimmte C- oder C ++ - Implementierung für eine 64-Bit-Hardware- / Betriebssystemplattform kann absolut kostenlos
intals vorzeichenbehafteter 71-Bit-1-Komplement-Integraltyp implementiert werden , der 128 Bit Speicher belegt, wobei die anderen 57 Bit als Füllbits verwendet werden Diese sind immer erforderlich, um das Geburtsdatum der Freundin des Compilerautors zu speichern. Diese Implementierung hat sogar einen gewissen praktischen Wert: Sie kann verwendet werden, um Laufzeitprüfungen der Portabilität von C / C ++ - Programmen durchzuführen. Aber hier würde der praktische Nutzen dieser Implementierung enden. Erwarten Sie nicht, dass so etwas in einem "normalen" C / C ++ - Compiler zu sehen ist.quelle
int. Die erste Zeile besagt, dass alles vom Compiler abhängt, aber dann erwähnen Sie, dass es einige Hardware-Einschränkungen für die Effizienz gibt. Können Sie dies bitte besprechen?Ja, dies hängt sowohl von Prozessoren (genauer gesagt ISA, Befehlssatzarchitektur, z. B. x86 und x86-64) als auch von Compilern einschließlich des Programmiermodells ab. In 16-Bit-Computern betrug die Größe von (int) beispielsweise 2 Byte. 32-Bit-Maschinen haben 4 Bytes für
int. Es wurde angenommen, dass es sichintum die native Größe eines Prozessors handelt, dh um die Größe des Registers. 32-Bit-Computer waren jedoch so beliebt, und für das 32-Bit-Programmiermodell wurde eine große Anzahl von Software geschrieben. Es wäre also sehr verwirrend, wenn ein 64-Bit-Computer 8 Bytes für hätteint. Sowohl Linux als auch Windows bleiben 4 Bytes fürint. Sie unterscheiden sich jedoch in der Größe vonlong.Schauen Sie sich das 64-Bit-Programmiermodell wie LP64 für die meisten * nix und LLP64 für Windows an:
Solche Unterschiede sind eigentlich ziemlich peinlich, wenn Sie Code schreiben, der sowohl unter Windows als auch unter Linux funktionieren sollte. Also, ich bin immer mit
int32_toderint64_tanstattlongüber stdint.h .quelle
sizeof(int)ist 16 auf einem 16-Bit-Computer, aber es ist wahrscheinlicher, dass es 2 ist.longreicht dies aus und sollte kein Problem verursachen, wenn er zu lang ist. Die Hauptausnahme ist, wenn Sie direkt von einem On-Disk- oder Netzwerkformat lesen oder darauf schreiben.short, 8 Bit fürintund 16 Bit für verwendet hatlong. Verwenden Sieint32_tstattdessen.longmuss in der Lage sein , alle Zahlen im Bereich darzustellen -2147483647 bis 2147483648.Ja es würde. Meinten sie "wovon würde es abhängen: vom Compiler oder vom Prozessor"? In diesem Fall lautet die Antwort im Grunde "beides". Normalerweise ist
intes nicht größer als ein Prozessorregister (es sei denn, das ist kleiner als 16 Bit), aber es könnte kleiner sein (z. B. ein 32-Bit-Compiler, der auf einem 64-Bit-Prozessor ausgeführt wird). Im Allgemeinen benötigen Sie jedoch einen 64-Bit-Prozessor, um Code mit einem 64-Bit-Int auszuführen.quelle
int. Viele (die meisten?) 32-Bit-Compiler haben einen 64-Bit-Typ, aber einen anderen Namen (z . B.__int64oderlong long).Basierend auf einigen kürzlich durchgeführten Untersuchungen habe ich mich mit Firmware-Interviews befasst:
Die wichtigste Auswirkung der Prozessor-Bit-Architektur, dh 8 Bit, 16 Bit, 32 Bit, 64 Bit, besteht darin, wie Sie jedes Informationsbyte am effizientesten speichern müssen, um Variablen in der minimalen Anzahl von Zyklen am besten zu berechnen.
Die Bitgröße Ihres Prozessors gibt an, welche natürliche Wortlänge die CPU in einem Zyklus verarbeiten kann. Eine 32-Bit-Maschine benötigt 2 Zyklen, um ein 64-Bit-Double zu verarbeiten, wenn es im Speicher richtig ausgerichtet ist. Die meisten PCs waren und sind 32-Bit-Computer, daher der wahrscheinlichste Grund für die typische Affinität des C-Compilers zu 32-Bit-Ganzzahlen mit Optionen für größere Gleitkommazahlen und lange lange Ints.
Natürlich können Sie größere Variablengrößen berechnen, sodass in diesem Sinne die Bitarchitektur der CPU bestimmt, wie größere und kleinere Variablen gespeichert werden müssen, um die bestmögliche Verarbeitungseffizienz zu erzielen. Dies ist jedoch keineswegs ein begrenzender Faktor bei der Definition von Bytegrößen Für Ints oder Chars ist dies Teil von Compilern und was durch Konventionen oder Standards vorgeschrieben ist.
Ich fand diese Seite sehr hilfreich, http://www.geeksforgeeks.org/archives/9705 , um zu erklären, wie sich die natürliche Wortlänge der CPU darauf auswirkt, wie größere und kleinere Variablentypen gespeichert und verarbeitet werden, insbesondere im Hinblick auf das Packen von Bits in Strukturen. Sie müssen genau wissen, wie Sie Variablen zuweisen, da größere Variablen im Speicher ausgerichtet werden müssen, damit sie die geringste Anzahl von Zyklen benötigen, wenn sie durch die Wortlänge der CPU geteilt werden. Dies fügt Dingen wie Strukturen viel potenziell unnötigen Puffer / leeren Speicherplatz hinzu, wenn Sie die Zuordnung Ihrer Variablen schlecht ordnen.
quelle
Die einfache und richtige Antwort ist, dass es vom Compiler abhängt. Das bedeutet nicht, dass Architektur irrelevant ist, aber der Compiler kümmert sich darum, nicht um Ihre Anwendung. Man könnte genauer sagen, es hängt von der (Ziel-) Architektur des Compilers ab, zum Beispiel, ob seine 32 Bit oder 64 Bit.
Angenommen, Sie haben eine Windows-Anwendung, die eine Datei erstellt, in der sie ein
intPlus und andere Dinge schreibt und zurückliest. Was passiert, wenn Sie dies sowohl in 32-Bit- als auch in 64-Bit-Fenstern ausführen? Was passiert, wenn Sie die auf einem 32-Bit-System erstellte Datei kopieren und im 64-Bit-System öffnen?Sie könnten denken, dass die Größe von int in jeder Datei unterschiedlich sein wird, aber nein, sie werden gleich sein, und dies ist der Kern der Frage. Sie wählen die Einstellungen im Compiler aus, die auf eine 32-Bit- oder 64-Bit-Architektur abzielen sollen, und das bestimmt alles.
quelle
Die Größe der Datentypen hängt vom Prozessor ab, da der Compiler den Zugriff auf die CPU im nächsten Byte erleichtern möchte. Beispiel: Wenn der Prozessor 32-Bit ist, wählt der Compiler die int-Größe möglicherweise nicht als 2 Byte (wobei er 4 Byte auswählen soll), da der Zugriff auf weitere 2 Bytes dieses int (4 Byte) zusätzlichen CPU-Zyklus erfordert, der verschwendet wird. Wenn der Compiler int als 4 Byte wählt, kann die CPU auf einmal auf volle 4 Byte zugreifen, was Ihre Anwendung beschleunigt.
Vielen Dank
quelle
Die Größe des int entspricht der Wortlänge, die von der zugrunde liegenden ISA abhängt. Der Prozessor ist nur die Hardware-Implementierung des ISA und der Compiler ist nur die softwareseitige Implementierung des ISA. Alles dreht sich um die zugrunde liegende ISA. Das beliebteste ISA ist heutzutage Intels IA-32. Es hat eine Wortlänge von 32 Bit oder 4 Byte. 4 Bytes können die maximale Größe von 'int'-Compilern (nur int, nicht kurz oder lang) sein. basierend auf IA-32, könnte verwenden.
quelle
Die Größe des Datentyps hängt im Wesentlichen vom Typ des Compilers ab, und die Compiler werden auf der Grundlage der Architektur der Prozessoren entworfen, sodass der externe Datentyp als vom Compiler abhängig angesehen werden kann. Die Ex-Größe der Ganzzahl beträgt 2 Byte im 16-Bit-TC-Compiler, aber 4 Byte im gcc-Compiler, obwohl sie im selben Prozessor ausgeführt werden
quelle
http://www.agner.org/optimize/calling_conventions.pdf
"3 Datendarstellung" enthält einen guten Überblick darüber, was Compiler mit integralen Typen tun.
quelle
Ja, ich fand, dass die Größe von int in Turbo C 2 Bytes betrug, während sie wie im MSVC-Compiler 4 Bytes betrug.
Grundsätzlich ist die Größe von int die Größe der Prozessorregister.
quelle