C语言拾遗-C语言关键字-sizeof

摘要:sizeof是C语言中保留关键字,也可以认为是一种运算符,单目运算符。用于计算对象所占的字节数,通常用来查看变量、数组或结构体等所占字节个数的操作运算符。

sizeof

定义

sizeof是C/C++中的一个操作符(operator),简单的说其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。

MSDN上的解释为:

The sizeof keyword gives the amount of storage, in bytes, associated with a variable or a type(including aggregate types). This keyword returns a value of type size_t.

其返回值类型为size_t,在头文件stddef.h中定义。这是一个依赖于编译系统的值,一般定义为

typedef unsigned int size_t;

语法

sizeof一般有以下两种语法形式:

sizeof(type_name);//sizeof(类型);
sizeof object;    //sizeof对象;

所以

int i;
sizeof(i);//ok
sizeof i;//ok
sizeof(int);//ok
sizeof int;//error

sizeof计算对象的大小也是转换成对对象类型的计算,也就是说,同种类型的不同对象其sizeof值都是一致的。sizeof对一个表达式求值,编译器根据表达式的最终结果类型来确定大小,一般不会对表达式进行计算。如:

sizeof(2);//2的类型为int,所以等价于sizeof(int);
sizeof(2+3.14);//3.14的类型为double,2也会被提升成double类型,所以等价于sizeof(double);

sizeof的常量性

sizeof的计算发生在编译时刻,所以它可以被当作常量表达式使用,如:

char ary[sizeof(int)*10];//ok

最新的C99标准规定sizeof也可以在运行时刻进行计算,如下面的程序在Dev-C++中可以正确执行:

int n;
n=10;//n动态赋值
char ary[n];//C99也支持数组的动态定义
printf("%d\n",sizeof(ary));//ok.输出10

但在没有完全实现C99标准的编译器中就行不通了,上面的代码在VC6中就通不过编译。所以我们最好还是认为sizeof是在编译期执行的,这样不会带来错误,让程序的可移植性强些。

各种数据类型的sizeof

基本数据类型的sizeof

这里的基本数据类型指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型,由于它们都是和系统相关的,所以在不同的系统下取值可能不同,这务必引起我们的注意,尽量不要在这方面给自己程序的移植造成麻烦。一般的,在32位编译环境中,sizeof(int)的取值为4。

指针变量的sizeof

学过数据结构的你应该知道指针是一个很重要的概念,它记录了另一个对象的地址。在32位计算机中,一个指针变量的返回值通常是4(注意结果是以字节为单位),在64位系统中指针变量的sizeof通常为8。

char*pc="abc";
int*pi;
string*ps;
char**ppc=&pc;
void(*pf)();//函数指针
sizeof(pc);//结果为4
sizeof(pi);//结果为4
sizeof(ps);//结果为4
sizeof(ppc);//结果为4
sizeof(pf);//结果为4

指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系,正是由于所有的指针变量所占内存大小相等,所以MFC消息处理函数使用两个参数WPARAM、LPARAM就能传递各种复杂的消息结构(使用指向结构体的指针)。

数组的sizeof

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数,如:

char a1[] = "abc"; 
int a2[3]; 
sizeof( a1 ); // 结果为4,字符末尾还存在一个NULL终止符 
sizeof( a2 ); // 结果为3*4=12(依赖于int)

一些朋友刚开始时把sizeof当作了求数组元素的个数,如今你应该知道这是不对的,那么应该怎么求数组元素的个数呢,通常有下面两种写法:

int c1=sizeof(a1)/sizeof(char);//总长度/单个元素的长度  char型
int c2=sizeof(a2)/sizeof(a2[0]);//总长度/第一个元素的长度 int型

写到这里,提一问,下面的c3,c4值应该是多少呢

void foo3(char a3[3])
{
    int c3=sizeof(a3);//c3==
}
void foo4(char a4[])
{
    int c4=sizeof(a4);//c4==
}

也许当你试图回答c4的值时已经意识到c3答错了,是的,c3!=3。这里函数参数a3已不再是数组类型,而是蜕变成指针,相当于char* a3,为什么仔细想想就不难明白,我们调用函数foo3时,程序会在栈上分配一个大小为3的数组吗不会!数组是“传址”的,调用者只需将实参的地址传递过去,所以a3自然为指针类型(char*),c3的值也就为4。

结构体的sizeof

求结构体的sizeof要注意内存对齐,这里不做过多说明,可参考这里。

联合体的sizeof

结构体在内存组织上是顺序式的,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的最大值的对齐结果。结构体的成员也可以是复合类型,这里,复合类型成员是被作为整体考虑的。

所以,下面例子中,U的sizeof值等于sizeof(s)。

union U
{
    int i;
    char c;
    S1 s;
};

函数的sizeof

sizeof也可以对一个函数调用求值,其结果是函数返回类型的大小,函数并不会被调用,我们来看一个完整的例子:

char foo()
{
    printf("foo()hasbeencalled.\n");
    return 'a';
}

int main()
{
    size_tsz=sizeof(foo());//foo()的返回值类型为char,所以sz=sizeof(char),foo()并不会被调用                
    printf("sizeof(foo())=%d\n",sz);
}

C99标准规定,函数、不能确定类型的表达式以及位域(bit-field)成员不能被计算sizeof值,即下面这些写法都是错误的:

sizeof(foo);//error
void foo2(){}
sizeof(foo2());//error
struct S
{
    unsigned int f1:1;
    unsigned int f2:5;
    unsigned int f3:12;
};
sizeof(S.f1);//error

参考链接

https://baike.baidu.com/item/sizeof

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