C++ sizeof的使用总结 (转载)

说明:以下代码在VS2008中通过,在32位操作系统下。

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)

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. int i;  
  2. sizeof(int); //值为4  
  3. sizeof(i); //值为4,等价于sizeof(int)  
  4. sizeof i; //值为4  
  5. sizeof(2); //值为4,等价于sizeof(int),因为2的类型为int  
  6. 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  

 

 

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. 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:

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. int n;  
  2.   
  3. n = 10; // n动态赋值  
  4.   
  5. char ary[n]; // C99也支持数组的动态定义  
  6.   
  7. 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:

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. struct S1  
  2. {  
  3.     char a;  
  4.     int b;  
  5. };  
  6. sizeof(S1); //值为8,字节对齐,在char之后会填充3个字节。  
  7.   
  8. struct S2  
  9. {  
  10.     int b;  
  11.     char a;  
  12. };  
  13. sizeof(S2); //值为8,字节对齐,在char之后会填充3个字节。  
  14.   
  15. struct S3  
  16. {  
  17. };  
  18. 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:

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. union u  
  2. {  
  3.     int a;  
  4.     float b;  
  5.     double c;  
  6.     char d;  
  7. };  
  8.   
  9. 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:

 

[c-sharp] view plaincopy
 
  1. char a[10];  
  2. char n[] = "abc";   
  3.   
  4. cout<<"char a[10]                 "<<sizeof(a)<<endl;//数组,值为10  
  5.   
  6. cout<<"char n[] = /"abc/"           "<<sizeof(n)<<endl;//字符串数组,将‘/0‘计算进去,值为4  
  7.   
  8.    

 

 

例子2:

 

[c-sharp] view plaincopy
 
  1. void func(char a[3])  
  2. {  
  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。  
  4. }  
  5.   
  6. void funcN(char b[])  
  7. {  
  8.     int cN = sizeof(b); //cN = 4,理由同上。  
  9. }  

 

 

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:

  

[cpp] view plaincopy
 
  1. char *b = "helloworld";  
  2. char *c[10];  
  3. double *d;  
  4. int **e;  
  5. void (*pf)();    
  6.   
  7. cout<<"char *b = /"helloworld/"     "<<sizeof(b)<<endl;//指针指向字符串,值为4  
  8. cout<<"char *b                    "<<sizeof(*b)<<endl; //指针指向字符,值为1  
  9. cout<<"double *d                  "<<sizeof(d)<<endl;//指针,值为4  
  10. cout<<"double *d                  "<<sizeof(*d)<<endl;//指针指向浮点数,值为8  
  11. cout<<"int **e                  "<<sizeof(e)<<endl;//指针指向指针,值为4  
  12. cout<<"char *c[10]                "<<sizeof(c)<<endl;//指针数组,值为40  
  13. 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:

 

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4. float FuncP(int a, float b)  
  5. {  
  6.     return a + b;  
  7. }  
  8.   
  9. int FuncNP()  
  10. {  
  11.     return 3;  
  12. }  
  13.   
  14. void Func()  
  15. {  
  16. }  
  17.   
  18. int main()  
  19. {  
  20. cout<<sizeof(FuncP(3, 0.4))<<endl; //OK,值为4,sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float)  
  21. cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; //OK,值为4,sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int)  
  22. /*cout<<sizeof(Func())<<endl; //error,sizeof不能对返回值为空类型的函数求值*/  
  23. /*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error,sizeof不能对函数名求值*/  
  24. }  

  

 

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