Jan*_*tke 4 c++ byte c++17 std-byte
C++ 有很多类型模糊地描述相同的事物。假设我们正在针对一个字节为 8 位的架构进行编译，则以下所有类型都大致相似：
std::bytestd::uint8_tstd::bitset<8>unsigned char（8 位）char（8 位）如果一个字节是 8 位，那么所有这些类型或多或少可以互换吗？如果没有，什么时候需要使用一个而不是另一个？
我经常在 Stack Overflow 上看到诸如将十六进制字符串转换为字节数组之类的问题，其中有人使用std::uint8_t、char和unsigned char其他类型来表示“字节”。这只是风格偏好的问题吗？
注意：此问答旨在成为社区常见问题解答，鼓励进行编辑。std::byte尽管 C++17 已经引入了这似乎使得选择变得显而易见，但何时使用“字节”的类型以及为什么的问题始终出现。std::bitset提供一个常见问题解答来解决有关、std::uint8_t等作为“字节”的所有误解是很有用的。鼓励编辑。
对于 8 位架构，所有列出的类型都隐约相似，因为它们都对 8 位的东西进行建模。然而，用例本质上是不同的，并且只有其中一些类型保证有特殊属性，使它们可以用作字节类型。
\n| 类型 | 定义 | 目的 |
|---|---|---|
std::byte | enum class byte : unsigned char {}; | 规范字节类型 \xe2\x9c\x94\xef\xb8\x8f 所有特殊属性 |
unsigned char | 基本型 | 字符/旧字节类型/小型算术类型 \xe2\x9c\x94\xef\xb8\x8f 所有特殊属性 |
signed char | 基本型 | 字符/小算术类型 \xe2\x9d\x8c 无特殊属性 |
char | 基本类型signed char, 与或相同的基础类型unsigned char | 一个字符 \xe2\x9a\xa0\xef\xb8\x8f 只有一些特殊属性 |
char8_t | 基本类型与 底层类型 unsigned char | UTF-8 字符 \xe2\x9d\x8c 无特殊属性 |
std::uint8_t | typedef unsigned char uint8_t;（这并不能保证，只是最 常见的实现。） | 8 位无符号算术 \xe2\x9a\xa0\xef\xb8\x8f 不保证特殊属性 |
std::bitset<8> | template <std::size_t N>class bitset; | 8 位组；可能比 8 位宽 \xe2\x9d\x8c 无特殊属性 |
请参阅问题末尾的附录，了解所有这些特殊属性（按类型）的列表。
\nstd::byte（C++17）这是C++ 中的规范字节类型。每当你不得不问自己这个问题“我应该使用哪种类型来表示这些字节？” ，std::byte就是答案。
请注意，这std::byte是非常特殊的，因为有许多放宽允许您以其他未定义的方式使用该类型。例如，严格的别名规则对于std::byte( [basic.lval] p11 ) 来说是宽松的，这意味着您可以将任何对象作为 s 数组进行检查std::byte。
大多数其他类型不具有这些特殊功能，并且尝试将它们用作字节将是未定义的行为。
\n与原始内存操作一样std::byte，许多较旧的 API（例如<iostream>库）早于它，并且不是围绕它设计的。\n该类型也有些笨重（例如，my_byte == 0不可能）。\n不要尝试强制使用它与不是为std::byte.
另请参阅：C++ 中是否有“字节”数据类型？, std::byte 的用途是什么？,\n P0298 - 字节类型定义*
\nunsigned char这是 C++17 之前最接近“字节”的东西。\nunsigned char具有 a 所具有的所有特殊属性std::byte。
然而，这个名字非常令人困惑，并且在某些上下文中它也被视为一个字符。例如，std::ostream::operator<<将其打印为 ASCII 字符，而不是打印其数值。另外，用 进行算术运算unsigned char会将其提升到int任何操作之前，这对于“字节”来说似乎不合适。
总而言之，它是一种软弱无力的类型，同时又是字节、字符和算术类型。更喜欢std::byte、char、std::uint8_t、 或。std::uint_least8_t
另请参阅：如何在需要旧式 unsigned char 的地方使用新的 std::byte 类型？
\nsigned char签名对应的 也unsigned char同样令人困惑。它几乎没有std::byte和 所unsigned char具有的特殊属性，并且是算术类型和字符类型的奇怪组合。也应该避免这种情况。
一个更好的选择是std::int_least8_t它也是带符号的，并且也保证至少 8 位宽，但它没有作为字符的奇怪含义。
另请参阅：signed / unsigned char 之间的区别
\ncharsigned char这是一个不同的类型，与或具有相同的基础类型。\n它具有和unsigned char的大部分（但不是全部）特殊属性。\n例如，与 不同，它不提供存储 ( [intro.object] p3 )在 a 中创建的对象。unsigned charstd::byteunsigned charchar[]
char应该用于顾名思义：一个字符。
另请参见：char!=(signed char)、char!=(unsigned char)
\nchar8_t（C++20）最初有一些关于此类型具有类似于 的特殊属性的讨论char，但最终没有。\n它的基础类型是unsigned char，但与 不同std::byte，这并不意味着它继承了它的任何属性。
它应该用作 UTF-8 字符，可能在 UTF-8 编码的字符串中。
\nstd::uint8_t（C++11）这种类型是从 C 开始的设计错误。\n虽然不能保证这一点，但它通常作为类型别名实现，例如
\ntypedef unsigned char uint8_t;\n这意味着它具有unsigned char实际中具有的特殊属性（因为所有编译器都这样实现它），但标准并不能保证这些。\n它可以为所有其他类型别名的事实也可能使其对性能产生不利影响，与它是唯一类型的别名相比。
需要注意的一件事是，C++ 中的字节不能保证为 8 位。\n许多人使用它是因为它提供了真正8 位std::uint8_t的安全性。\n但是，它是可选的，并且在以下平台上不存在：一个字节比 8 位宽，因此它的可移植性并不比：std::uint8_t
#include <climits>\nstatic_assert(CHAR_BIT == 8); // ... and use unsigned char or char as a byte type\n对于更可移植的 8 位算术类型，有std::uint_fast8_t和std::uint_fast8_t，它们保证存在，但可能比 8 位宽。
注意std::uint8_t，、、std::uint_least8_t和std::uint_fast8_t可能全部提升为int, 就像unsigned char。
另请参阅：uint8_t 与 unsigned char，哪些平台有除 8 位字符之外的其他内容？
\nstd::bitset<8>这是距离“字节”类型最远的类型。\n它对位序列或一组数字进行建模，具体取决于视角。
\nAstd:bitset<8>至少与int大多数实现中一样大，因此它甚至不是 8 位大。仅将此类型用于其名称所示的用途：一组位。它不是一个字节。
std::byte是唯一模拟字节的类型，仅此而已。只要有可能，就应优先将其作为字节类型。\n所有其他类型要么缺少关键属性，要么具有与字节完全不同的用途。
std::byte普通字符类型的特殊属性| 部分 | 受影响的类型 | 特殊属性 |
|---|---|---|
| [介绍对象] p3 | unsigned char[],std::byte[] | 数组为放置在其中的对象提供存储 |
| [介绍对象] p13 | unsigned char[],std::byte[] | 数组在其生命周期开始时隐式地在内部创建对象 |
| [基础生活] p6.4 | 简历 char*、简历 unsigned char*、简历 std::byte* | static_cast允许存在指向生命周期之外的对象的指针 |
| [基本信息] | 无符号普通字符类型，std::byte | 初始化和分配时允许不确定的结果 |
| [基本.类型.一般] p2 | char[], unsigned char[],std::byte[] | 可简单复制的对象可以通过数组传输其值 |
| [基本.lval] p11.3 | char, unsigned char,std::byte | 宽松的严格别名 |
| [expr.new] p16 | char[], unsigned char[],std::byte[] | 新表达式中更严格的对齐 |
| [位.cast] p2 | 无符号普通字符类型，std::byte | 允许不确定的结果std::bit_cast |
注意：尚不清楚无符号普通字符类型的实际含义。请参阅社论第 5070 期。
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