为什么 unsafe.Sizeof 返回一个 uintptr？答案

【问题标题】：Why does unsafe.Sizeof return a uintptr?为什么 unsafe.Sizeof 返回一个 uintptr？
【发布时间】：2020-09-28 21:12:40
【问题描述】：

根据文档 (https://golang.org/pkg/unsafe/#Sizeof) unsafe.Sizeof 返回给定表达式的大小（以字节为单位）。理想情况下，任何给定表达式的大小都可以用uint32 或uint64 表示。那为什么 Golang 会返回 uintptr 呢？这不是很混乱吗？ uintptr 应该保存一个指向某个数据值的指针，但在这种情况下，它实际上不是一个指针，它只是一个数字，对吧？

【问题讨论】：

unitptr 是一个整数类型，它大到可以容纳任何指针。因此uintptr 大到足以容纳任何值的大小。 uint32 在某些架构上不够大。 uint64 在某些架构上比需要的大。
A uintptr 不应该保存指针，它只是一个无符号指针大小的值（在不安全的用例之外，您永远不应该将实际指针保存为 uintptr）。它是唯一特定于体系结构的无符号数字类型。
还因为uintptr 可以转换为unsafe.Pointer，它可以用于（不安全！）指针运算，可能会使用Sizeof 之类的东西。
uintptr is an integer type that is large enough to hold the bit pattern of any pointer. - uintptr 类型的官方描述。
这不仅仅是一个数字。（确实如此，但指针也是如此。）它是两个指针之间的差异（指向将由表达式创建的假设变量的开始和结束）。我们本可以添加一个新的 intptrdiff 类型，但 C 和 uintptr 的味道非常匹配。

标签： go

【解决方案1】：

在 cmets 中有很多好的答案，归结为“因为它足够大，但又不太大”。不过，我认为，从历史的角度来看这可能会有所帮助，尤其要注意这一切是如何在 C 编程语言中发生的。

在非常古老的（准标准之前）C 中，如果您及时追溯，甚至没有明确的unsigned 整数类型。 PDP-11 有：

char，8 位有符号；
int，16 位，有符号；和
指针，16 位无符号。

即：

int i;
int *u;

你是如何制作两个整数的，i 是有符号的，u 是无符号的。将i 设置为 32767 (0x7fff)，然后增加它会得到 -32768 (0x8000)，它会逐渐增加到 -1 (0xffff)，然后为零。将u 设置为 32767，然后将其递增得到 32768，然后逐渐增加到 65535，然后翻转为零。

整数和指针之间没有区别意味着设备驱动程序可以读取：

struct {
    int csr;
    int blk;
    int bar;
    int bcr;
};

0177440->bcr = count;
0177440->blk = block;
0177440->bar = addr;
0177440->csr = READ | GO;

这可能是告诉设备读取一些字节或块的方式。

（这也是为什么结构成员名称，如struct stat 中的st_ino，都使用这样的前缀：st_ino 仅表示“某个整数偏移量”，您可以将st_ino 成员与任何指针一起使用，甚至是普通变量。前缀意味着您可以#include 多个标头而不会使其结构成员名称发生冲突。）

当 C 语言在 32 位和其他机器上工作时，所有这些都变得站不住脚了。 C 增加了一个 unsigned 整数类型，而不是将指针作为无符号整数提供服务，Steve Johnson 的 PCC 编译器将 unsigned 变成了一个 修饰符，可以应用于 char 和 @987654340 @ 以及 int。进行了大量的实验。最终，在 1989 年，C 首次使用我们现在拥有的大部分语法和语义进行了标准化（尽管新标准添加了新类型和许多函数等等）。

一些早期的 C 先驱者参与了 Go 的创建，尤其受到 Ken Thompson 的影响。维基百科页面上有一个合适的引用：

当我们三个人 [Thompson、Rob Pike 和 Robert Griesemer] 开始工作时，这只是纯粹的研究。我们三个人聚在一起，决定我们讨厌 C++。 [笑声] ... [回到 Go，] 我们一开始的想法是，我们三个人都必须被告知该语言的每一个功能，因此不会出于任何原因将无关的垃圾放入该语言中。

正如我们在早期的 C 语言中所看到的，整型指针是一种合适的无符号类型，它不仅可以保存任何指针，而且如果被视为无符号，还可以保存任何对象大小。当然，作为整数的指针不能直接用作指针，并且对于 GC 系统和并发性，我们需要语言本身具有指针。但是我们还需要能够为语言编写运行时支持，¹ 为此我们需要整数化指针，这也涵盖了我们对对象大小的所有需求.因此，编译器内置的一种 type 涵盖了所有需求。那是as simple as possible, but no simpler。

¹我说“我们”，就好像我和它有什么关系一样。这只是显而易见的，一旦您实现了一些运行时系统。

【讨论】：