C++中sizeof用法

1.      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。

其返回值类型为size_t。(size_t在头文件stddef.h中定义,它依赖于编译系统的值,一般定义为 typedef unsigned int size_t;)

2.      语法

sizeof有三种语法形式:

1)  sizeof (object);  //sizeof (对象)

2)  sizeof object;   //sizeof 对象

3)  sizeof (type_name);  //sizeof (类型)

对象可以是各种类型的变量,以及表达式(一般sizeof不会对表达式进行计算)。

sizeof对对象求内存大小,最终都是转换为对对象的数据类型进行求值。

sizeof (表达式); //值为表达式的最终结果的数据类型的大小

 

例子:(32位机器下)

int i;
sizeof(int); //值为4
sizeof(i); //值为4,等价于sizeof(int)
sizeof i; //值为4
sizeof(2); //值为4,等价于sizeof(int),因为2的类型为int
sizeof(2 + 3.14); //值为8,等价于sizeof(double),因为此表达式的结果的类型为double
char ary[sizeof(int) * 10]; //OK,编译无误


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
cout<<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。

1.      基本数据类型的sizeof

这里的基本数据类型是指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型。

由于它们的内存大小是和系统相关的,所以在不同的系统下取值可能不同。

2.      结构体的sizeof

结构体的sizeof涉及到字节对齐问题。

为什么需要字节对齐?计算机组成原理教导我们这样有助于加快计算机的取数速度,否则就得多花指令周期了。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)。

    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。

例子:

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。


3.      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。

例子:


union u
{
    int a;
    float b;
    double c;
    char d;
};

sizeof(u); //值为8


4.      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。 

例子1:

char a[10];
char n[] = "abc"; 

cout<<"char a[10]                 "<<sizeof(a)<<endl;//数组,值为10

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

 

例子2:

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。
}

5.      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。

      例子:

     char *b = "helloworld";
     char *c[10];
     double *d;
     int **e;
     void (*pf)();  

     cout<<"char *b = /"helloworld/"     "<<sizeof(b)<<endl;//指针指向字符串,值为4
     cout<<"char *b                    "<<sizeof(*b)<<endl; //指针指向字符,值为1
     cout<<"double *d                  "<<sizeof(d)<<endl;//指针,值为4
     cout<<"double *d                  "<<sizeof(*d)<<endl;//指针指向浮点数,值为8
     cout<<"int **e                  "<<sizeof(e)<<endl;//指针指向指针,值为4
     cout<<"char *c[10]                "<<sizeof(c)<<endl;//指针数组,值为40
     cout<<"void (*pf)();              "<<sizeof(pf)<<endl;//函数指针,值为4

6.      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。

      例子:

#include <iostream>
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<<sizeof(Func())<<endl; //error,sizeof不能对返回值为空类型的函数求值*/
/*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error,sizeof不能对函数名求值*/
}

C++中sizeof用法

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