C++ 字节(sizeof)与指针

1. sizeof

定义：sizeof是一个操作符（operator）。其作用是返回一个对象或类型所占的内存字节数

结构体的sizeof：
需要考虑字节对齐问题。

为什么需要字节对齐？

1. 从性能上看：有助于加快计算机的取数速度，否则就得多花指令周期了。
2. 从硬件上看：不是所有硬件都能读取任意位置的数据。
   为此，编译器默认会对结构体进行处理（实际上其它地方的数据变量也是如此），让宽度为2的基本数据类型（short等）都位于能被2整除的地址上，让宽度为4的基本数据类型（int等）都位于能被4整除的地址上，依次类推。这样，两个数中间就可能需要加入填充字节，所以整个结构体的sizeof值就增长了。

字节对齐的细节和编译器的实现相关，但一般而言，满足三个准则：

1） 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除。

2） 结构体的每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）。

3） 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员后加上填充字节（trailing padding）。

struct S1  
{  
    char a;  
    int b;  
};  
sizeof(S1); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。  
  
struct S2  
{  
    int b;  
    char a;  
};  
sizeof(S2); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。  
  
struct S3  
{  
};  
sizeof(S3); //值为1，空结构体也占内存

注意：空结构体（不含数据成员）的sizeof值为1。试想一个“不占空间“的变量如何被取地址、两个不同的“空结构体”变量又如何得以区分呢，于是，“空结构体”变量也得被存储，这样编译器也就只能为其分配一个字节的空间用于占位了。

联合体的sizeof：
结构体在内存组织上市顺序式的，联合体则是重叠式，各成员共享一段内存；所以整个联合体的sizeof也就是每个成员sizeof的最大值。

数组的sizeof：
数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数。

注意：
1）当字符数组表示字符串时，其sizeof值将’/0’计算进去。
2）当数组为形参时，其sizeof值相当于指针的sizeof值

char a[10];  
char n[] = "abc";   
  
cout<<"char a[10]"<<sizeof(a)<<endl;			//数组，值为10   
cout<<"char n[] "<<sizeof(n)<<endl;				//字符串数组，将'/0'计算进去，值为4

void func(char a[3])  
{  
    int c = sizeof(a); 			//c = 4，因为这里a不在是数组类型，而是指针，相当于char *a。  
}  
  
void funcN(char b[])  
{  
    int cN = sizeof(b); 		//cN = 4，理由同上。  
} 

指针的sizeof：
指针是用来记录另一个对象的地址，所以指针的内存大小当然就等于计算机内部地址总线的宽度。
在32位计算机中，一个指针变量的返回值必定是4。
指针变量的sizeof 值与指针所指的对象没有任何关系。

函数的sizeof：
sizeof也可对一个函数调用求值，其结果是函数返回值类型的大小，函数并不会被调用。
对函数求值的形式：sizeof (函数名(实参表))

注意：
1）不可以对返回值类型为空的函数求值。
2）不可以对函数名求值。
3）对有参数的函数，在用sizeof 时，须写上实参表。

#include   
using namespace std;  
  
float FuncP(int a, float b)  
{  
    return a + b;  
}  
  
int FuncNP()  
{  
    return 3;  
}  
  
void Func()  
{  
}  
  
int main()  
{  
cout<<sizeof(FuncP(3, 0.4))<<endl; 		//OK，值为4，sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float)  
cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; 			//OK，值为4，sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int)  
/*cout<  
/*cout<  
return 0;  
}

2. 指针移动造成的地址变化

不同类型的指针自增，自减或加减任意值，会造成不同的移动；
因为指针的移动，其实质是移动一个单元（如一个int型数据或一个char型数据）。
如：
char型指针p，p++等于右移1个字节；
int型指针p，p++等于右移4个字节；
float型指针p，p++等于右移4个字节；
double型指针p，p++等于右移8个字节；

3. 强制类型转换后指针移动，造成输出不同

注意转化为何种类型，根据转化后的类型来判断其将要移动多少个字节或单元。

char str[] = "glad to test something";
char *p = str;
p++;   										//右移1位，指向l
int *p1 = reinterpret_cast<int *>(p);		//转化为int型
p1++;										//右移1位，int型，移动四个字节；应是指向t
p = reinterpret_cast<char *>(p1); 			//转化为char
printf("result is %s\n", p);

故而输出：

result is to test something