size_t ptrdiff_t и адресное пространство

Из [support.types.layout] / 3

Тип size_t является целочисленным типом без знака, определяемым реализацией, который является достаточно большим, чтобы содержать размер в байтах любого объекта.

Таким образом, вы гарантировано, что size_t может содержать размер самого большого массива, который вы можете иметь.

ptrdiff_t к сожалению, это не так гарантировано. Из [support.types.layout] / 2

Тип ptrdiff_t является определяемым реализацией целочисленным типом со знаком, который может содержать разницу двух индексов в объекте массива, как описано в 8.7.

Что хорошо, но тогда у нас есть [expr.add] / 5

Когда вычитаются два указателя на элементы одного и того же объекта массива, тип результата является определяемым реализацией знаковым целочисленным типом; этот тип должен быть того же типа, который определен как std :: ptrdiff_t в заголовке (21.2). Если выражения P и Q указывают соответственно на элементы x [i] и x [j] одного и того же объекта массива x, выражение P - Q имеет значение i - j; в противном случае поведение не определено. [Примечание: если значение i - j не находится в диапазоне представимых значений типа std :: ptrdiff_t, поведение не определено. —Конечная записка]

Который заявляет, что ptrdiff_t может быть недостаточно большим.

Нет, такой гарантии нет. См., Например, здесь: https://en.cppreference.com/w/cpp / типы / ptrdiff_t

Если массив настолько велик (больше, чем элементы PTRDIFF_MAX, но меньше, чем байты SIZE_MAX), что различие между двумя указателями не может быть представлено как std :: ptrdiff_t, результат вычитания двух таких указателей не определен.