为什么Delphi和Free Pascal通常更喜欢带符号整数数据类型而不是无符号数字类型？

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我不是Pascal的新手，但直到现在我仍然不知道为什么Delphi和Free Pascal通常将参数和返回值声明为有符号整数，而我认为它们应该始终为正。例如：

  • Pos()返回Integer的类型。是否可能是负面的？
  • SetLength()将NewLength参数声明为整数类型。字符串长度是否为负数？
  • System.THandle声明为Longint。句柄是否为负数？

[Delphi和Free Pascal中有很多决定。这是出于什么考虑？

delphi pascal freepascal
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在Pascal中，整数（带符号）是基本类型。所有其他整数类型都是整数的子范围。 （考虑到TP中的longint和Delphi中的int64，这在Borland方言中并不完全正确，但足够接近）。

一个重要原因，如果中间计算结果为负，并且您使用无符号整数进行计算，则将触发范围检查错误，并且由于大多数较旧的编程语言都不假定2补码整数，因此结果（带有范围检查关闭）甚至可能已损坏。

THandle的情况要简单得多。直到D4为止，Delphi都没有适当的32位无符号，只有31位基数。 （由于32位无符号整数不是整数的子范围，因此以后的无符号int是int64的子集，这将问题移至仅在D2010中添加的uint64）[]

因此，在头文件的许多地方，winapi使用无符号类型时使用带符号类型，这可能是为了避免第32位在那些版本中意外损坏，并且自定义卡住。

但是winapi情况不同于一般情况。

[稍后添加

一些Pascal（和Modula2 / 3）实现方式通过将整数设置为大于wordize的大小来规避此陷阱，并要求所有数值类型声明适当的子范围，例如下面的程序。

第一个假设主要假设是所有都是整数的子集，第二个允许编译器再次将几乎所有的东西按比例缩小以适合寄存器，特别是在CPU的某些操作大于字操作的情况下。 （例如x86，其中32位* 32位mul给出64位结果，或者可以使用状态位检测字大小溢出（例如，不进行完整的2 * wordsize加而生成加法器的范围异常）

   var x : 0..20;
       y : -10..10;

   begin
     // any expression of x and y has a range -10..20

嗯，开始THandle的声明不正确。它在Windows标头中未签名，在Delphi中应该是未签名的。实际上，我认为在最近发布的Delphi中已对此进行了更正。

我想，对签名而不是未签名的偏好在很大程度上是历史性的，并不特别重要。但是，我可以想到一个重要的例子。考虑for循环：

for i := 0 to Count-1 do

如果i是无符号且Count为0，则此循环从0到$FFFFFFFF，这不是您想要的。使用带符号的整数循环变量可以避免该问题。
Pascal在这里是其语法的受害者。等效的C或C ++循环没有这种麻烦
for (unsigned int i=0; i<Count; i++)

由于句法上的差异和使用比较运算符作为停止条件。
这也可能是字符串或动态数组上的Length()返回带符号值的原因。因此，为了保持一致性，SetLength()应该接受带符号的值。并且考虑到Pos()的返回值用于索引字符串，因此也应对其进行签名。

这是该主题的另一个堆栈溢出讨论：Should I use unsigned integers for counting members?

当然，我在这里疯狂地猜测。也许没有设计，只是出于习惯，树立了使用有符号值的先例，并将其奉承。

  • 某些与字符串相关的搜索函数在什么都没有找到时返回-1。
  • 我相信这背后的原因是MaxInt为2GB，这是32位Delphi中字符串的最大大小。这是因为a single process can have up to 2GB memory

    • 使用带符号整数有很多原因，甚至在您不打算返回负值时也可能适用。

    想象一下，我编写了调用Pos的代码，并且我想对结果进行数学运算。如果(Pos('x',s)-5)返回Pos('x',s)，您是否希望得到一个否定的结果1引发范围检查异常，下溢并成为一个很大的无符号数（约40亿），或者变为负数？对于很少考虑这些情况的新用户来说，这两种情况都是问题的根源，但是长期以来的传统

    是，通过使用Integer结果，检查负和零结果而不使用它们是您的工作作为字符串偏移量。对于初学者和高级程序员来说，使用整数是有利的，并且不会使“负”值滑落并成为大的无符号值或引发范围异常。

    [其次，请记住，在开始编程时，通常会在引入无符号类型（如Integer）之前引入Cardinal（有符号）类型。初学者通常使用Pos之类的功能，因此使用会产生最不友好的副作用的类型是有意义的。大于绝对需要的范围没有负面影响（Pos可能需要的范围是1到delphi中的最大字符串长度）。在Pos中使用Cardinal类型在32位Delphi中具有零收益，选择它肯定有不利的影响。

    但是，一旦达到64位delphi，您就可以理论上

    拥有比Integer所能容纳的更大的字符串，而移至Cardinal并不能解决您的所有潜在问题。但是，任何人拥有2 GB以上的字符串的机会可能都是零，而且Delphi 64位编译器无论如何都不允许>2 GB字符串。在测试中，我可以在64位Delphi中获得近1 GB的字符串。因此，Win64字符串的实际长度限制约为十亿（1073741814）个字符，这将使用近2 GB的实际RAM。在那个限制下，我得到EIntOverflow或EAccessViolation，似乎我遇到了Delphi运行时库（RTL）错误，没有正确定义限制，因此您的行驶里程可能会有所不同。
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    嗯，开始THandle的声明不正确。它在Windows标头中未签名，在Delphi中应该是未签名的。实际上，我认为在最近发布的Delphi中已对此进行了更正。

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    • 某些与字符串相关的搜索函数在什么都没有找到时返回-1。
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    使用带符号整数有很多原因，甚至在您不打算返回负值时也可能适用。

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