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淺析C語言中的sizeof

更新時(shí)間：2013年07月11日 11:28:57 作者：

sizeof是C/C++中的一個(gè)操作符（operator），作用就是返回一個(gè)對(duì)象或者類型所占的內(nèi)存字節(jié)數(shù)。返回值類型為size_t，在頭文件stddef.h中定義

這是一個(gè)依賴于編譯系統(tǒng)的值，一
般定義為typedef unsigned int size_t;編譯器林林總總，但作為一個(gè)規(guī)范，都會(huì)保證char、signed
char和unsigned char的sizeof值為1，畢竟char是編程能用的最小數(shù)據(jù)類型。
MSDN上的解釋為：
The sizeof keyword gives the amount of storage, in bytes, associated with avariable or a
type (including aggregate types). This keyword returns a value of type
size_t.

2. 語法：
sizeof有三種語法形式，如下：
1) sizeof( object ); // sizeof( 對(duì)象 );
2) sizeof( type_name ); // sizeof( 類型 );
3) sizeof object; // sizeof 對(duì)象;
所以一下三種sizeof的使用都是對(duì)的

復(fù)制代碼代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int b;
printf("%d\n",sizeof b);
printf("%d\n",sizeof(b));
printf("%d\n",sizeof(int));
}

4. 基本數(shù)據(jù)類型的sizeof
這里的基本數(shù)據(jù)類型指short、int、long、float、double這樣的簡(jiǎn)單內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，由于它們都是和系
統(tǒng)相關(guān)的，所以在不同的系統(tǒng)下取值可能不同，這務(wù)必引起我們的注意，盡量不要在
這方面給自己程序的移植造成麻煩。一般的，在32位編譯環(huán)境中，sizeof(int)的取值為4。

5. 指針變量的sizeof
等于計(jì)算機(jī)內(nèi)部地址總線的寬度。所以在32位計(jì)算機(jī)中，一個(gè)指針變量的返回值必定是4（注意結(jié)果是以
字節(jié)為單位），可以預(yù)計(jì)，在將來的64位系統(tǒng)中指針變量的sizeof結(jié)果為8。
指針變量的sizeof值與指針?biāo)傅膶?duì)象沒有任何關(guān)系，正是由于所有的指針變量所占內(nèi)存大小相等，所以
MFC消息處理函數(shù)使用兩個(gè)參數(shù)WPARAM、LPARAM就能傳遞各種復(fù)雜的消息結(jié)構(gòu)（使用
指向結(jié)構(gòu)體的指針）。

6. 數(shù)組的sizeof
數(shù)組的sizeof值等于數(shù)組所占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，如：
char a1[] = "abc";
int a2[3];
sizeof( a1 ); // 結(jié)果為4，字符末尾還存在一個(gè)NULL終止符
sizeof( a2 ); // 結(jié)果為3*4=12（依賴于int）
sizeof當(dāng)作了求數(shù)組元素的個(gè)數(shù)是不對(duì)的，求數(shù)組元素的個(gè)數(shù)有下面兩種寫法：int c1 = sizeof( a1 )
/ sizeof( char ); // 總長(zhǎng)度/單個(gè)元素的長(zhǎng)度
int c2 = sizeof( a1 ) / sizeof( a1[0] ); // 總長(zhǎng)度/第一個(gè)元素的長(zhǎng)度.注意數(shù)組名做函數(shù)參數(shù)傳遞
時(shí)退化為指針。

7. 結(jié)構(gòu)體的sizeof
struct S1
{
char c;
int i;
};
sizeof的結(jié)果等于對(duì)象或者類型所占的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，好吧，那就讓我們來看看S1的內(nèi)存分配情況：S1 s1
= { 'a', 0xFFFFFFFF };s1的地址為0x0012FF78，其數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：

0012FF78: 61 CC CC CC FF FF FF FF中間夾雜了3個(gè)字節(jié)的CC看看MSDN上的說明：When applied to a
structure type or variable, sizeof returns the actual size, which may
include padding bytes inserted for alignment.

這就是字節(jié)對(duì)齊！為什么需要字節(jié)對(duì)齊計(jì)算機(jī)組成原理教導(dǎo)我們這樣有助于加快計(jì)算機(jī)的取數(shù)速度，否則
就得多花指令周期了。為此，編譯器默認(rèn)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行處理（實(shí)際上其它地方的數(shù)
據(jù)變量也是如此），讓寬度為2的基本數(shù)據(jù)類型（short等）都位于能被2整除的地址上，讓寬度為4的基本
數(shù)據(jù)類型（int等）都位于能被4整除的地址上，以此類推。這樣，兩個(gè)數(shù)中間就可能
需要加入填充字節(jié)，所以整個(gè)結(jié)構(gòu)體的sizeof值就增長(zhǎng)了。

1.sizeof是運(yùn)算符，跟加減乘除的性質(zhì)其實(shí)是一樣的，在編譯的時(shí)候進(jìn)行執(zhí)行，而不是在運(yùn)行時(shí)才執(zhí)行。
那么如果編程中驗(yàn)證這一點(diǎn)呢？

復(fù)制代碼代碼如下:

<SPAN style="FONT-SIZE: 18px">#include<iostream></SPAN><SPAN style="FONT-SIZE: 14px">

using namespace std;

int main()
{
    int i=1;
    cout<<i<<endl;
    sizeof(++i);
    cout<<i<<endl;
    return 1;
}</SPAN>

輸入結(jié)果為 1
1
sizeof中的++i 的副作用并沒有顯示出來，原因只可能有一個(gè)，在編譯的時(shí)候sizeof執(zhí)行以后將++i 處理了，++i 的副作用因此被消除了。如果sizeof 是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的話，則肯定要注意++i 。實(shí)際上sizeof的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該是用宏來做的，宏在編譯時(shí)進(jìn)行執(zhí)行。具體實(shí)現(xiàn)可以參考下面。
2.sizeof('a')在C語言中的結(jié)果是4，在C++中結(jié)果是1，看過某篇文章說C中sizeof側(cè)重于“數(shù)”，而C++中sizeof更側(cè)重于“字符”。

3.文章中講了兩個(gè)用宏實(shí)現(xiàn)sizeof的經(jīng)典應(yīng)用

復(fù)制代碼代碼如下:

//適用于非數(shù)組
#define _sizeof(T) ((size_t)((T*)0 + 1))
//適用于數(shù)組
#define array_sizeof(T) ((size_t)(&T+1)-(size_t)(&T))

先舉兩個(gè)小例子說明兩個(gè)宏的應(yīng)用，對(duì)于第一個(gè)如 _sizeof(int); 的結(jié)果就是4；對(duì)于第二個(gè)先聲明一個(gè)大小為4的數(shù)組int a[4];那么array_sizeof(a)結(jié)果為16.

對(duì)于非數(shù)組的宏定義，先是將0轉(zhuǎn)換為T*類型的指針?biāo)赶虻牡刂罚ù藭r(shí)地址為0）。然后對(duì)T類型的地址加1，相當(dāng)于加上了T類型的大?。吹玫搅朔菙?shù)組T的大?。?。前面的size_t只是將地址轉(zhuǎn)化為int型的整數(shù)返回。
一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：int* p; p=p+1; --------p是一個(gè)int*類型的指針， p+1在地址空間上相當(dāng)于加上了4個(gè)字節(jié)。

對(duì)于數(shù)組的宏定義，類似于非數(shù)組的宏定義，為了方便理解，這里可以把數(shù)組T看成一個(gè)用戶自定義的類型，&T表示數(shù)組類型的指針，對(duì)于數(shù)組類型指針加1相當(dāng)于在地址上加上了該數(shù)組大小。由于是用戶自定義的類型所以不能強(qiáng)制將0轉(zhuǎn)化為數(shù)組類型的地址，只能用加1后的地址減去之前的地址，得到的差值就是數(shù)組本身所占的字節(jié)大小。

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