sizeof

0关键字：sizeof，字节对齐，多继承，虚拟继承，成员函数指针

 

前向声明：
    sizeof，一个其貌不扬的家伙，引无数菜鸟竟折腰，小虾我当初也没少犯迷糊，秉着“辛苦我一个，幸福千万人”的伟大思想，我决定将其尽可能详细的总结一下。
    但当我总结的时候才发现，这个问题既可以简单，又可以复杂，所以本文有的地方并不适合初学者，甚至都没有必要大作文章。但如果你想“知其然，更知其所以然”的话，那么这篇文章对你或许有所帮助。
    菜鸟我对C++的掌握尚未深入，其中不乏错误，欢迎各位指正啊

1. 定义：
    sizeof是何方神圣sizeof乃C/C++中的一个操作符（operator）是也，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;
    世上编译器林林总总，但作为一个规范，它们都会保证char、signed char和unsigned
char的sizeof值为1，毕竟char是我们编程能用的最小数据类型。

2. 语法：
    sizeof有三种语法形式，如下：
    1) sizeof( object ); // sizeof( 对象 );
    2) sizeof( type_name ); // sizeof( 类型 );
    3) sizeof object; // sizeof 对象;
所以，
int i;
sizeof( i ); // ok
sizeof i; // ok
sizeof( int ); // ok
sizeof int; // error
    既然写法3可以用写法1代替，为求形式统一以及减少我们大脑的负担，第3种写法，忘掉它吧！实际上，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。这里，对象可以进一步延伸至表达式，即sizeof可以对一个表达式求值，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() has been called./n");
    return 'a';
}
int main()
{
    size_t sz = 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

3. 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。

4. 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。

5. 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。既然是来存放地址的，那么它当然等于计算机内部地址总线的宽度。所以在32 位计算机中，一个指针变量的返回值必定是4（注意结果是以字节为单位），可以预计，在将来的64位系统中指针变量的sizeof结果为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）。

6. 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，现在，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Easy，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
int c2 = sizeof( a1 ) / sizeof( a1[0] ); // 总长度/第一个元素的长度

    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foo1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。

7. 结构体的sizeof

(接上篇）