在 C++ 中，sizeof 是一个编译时运算符，以下是 sizeof 的详细用法及关键注意事项。

在 C++ 中，sizeof 是一个编译时运算符，用于计算对象或类型占用的内存大小（以字节为单位）。它既可用于基本类型、数组、结构体，也可用于类和指针。以下是 sizeof 的详细用法及关键注意事项：

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一、sizeof 的基本用法

语法：

cpp

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sizeof(类型)     // 直接指定类型
sizeof(表达式)   // 根据表达式结果类型计算

示例 1：基本类型

cpp

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cout << sizeof(int) << endl;    // 输出 4（常见平台）
cout << sizeof(double) << endl; // 输出 8

示例 2：变量或对象

cpp

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int x = 10;
double arr[5];
cout << sizeof(x) << endl;     // 输出 4（等价于 sizeof(int)）
cout << sizeof(arr) << endl;   // 输出 5 * 8 = 40

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二、sizeof 在数组中的应用

1. 静态数组的大小计算

cpp

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int arr[10];
cout << sizeof(arr) << endl;       // 输出 10 * 4 = 40（总字节数）
cout << sizeof(arr) / sizeof(int) << endl; // 输出 10（数组元素个数）

2. 陷阱：数组作为函数参数传递

当数组传递给函数时，会退化为指针，sizeof 无法正确计算数组大小：

cpp

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void func(int arr[]) {
    cout << sizeof(arr) << endl; // 输出指针大小（如 8，而非数组大小）
}

int main() {
    int arr[5];
    func(arr); 
    return 0;
}

3. 多维数组

cpp

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int matrix[3][4];
cout << sizeof(matrix) << endl;          // 3 * 4 * 4 = 48
cout << sizeof(matrix[0]) / sizeof(int) << endl; // 输出 4（第二维长度）

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三、sizeof 与指针的陷阱

1. 指针与数组的区别

cpp

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int arr[5];
int* p = arr;

cout << sizeof(arr) << endl; // 输出 20（5 * 4）
cout << sizeof(p) << endl;   // 输出 8（指针变量的大小，与指向内容无关）

2. 动态分配的内存

sizeof 无法计算动态分配内存的大小：

cpp

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int* dynamicArr = new int[100];
cout << sizeof(dynamicArr) << endl; // 输出 8（指针大小，而非数组大小）

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四、sizeof 在结构体和类中的应用

1. 内存对齐的影响

结构体/类的大小可能因内存对齐规则而大于成员大小的总和：

cpp

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struct Example {
    char c;     // 1 字节（对齐到 4 字节边界）
    int i;      // 4 字节
};
cout << sizeof(Example) << endl; // 输出 8（1 + 3填充 + 4）

2. 空类和虚函数

cpp

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class Empty {}; 
cout << sizeof(Empty) << endl; // 输出 1（空类占位）

class Base { virtual void func() {} };
cout << sizeof(Base) << endl;  // 输出 8（虚表指针大小，64位系统）

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五、sizeof 的高级用法

1. 与 decltype 结合

cpp

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int x = 10;
cout << sizeof(decltype(x)) << endl; // 输出 4（等价于 sizeof(int)）

2. 编译时计算

sizeof 在编译时求值，可用于模板元编程：

cpp

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template <typename T, size_t N>
void printSize(T (&arr)[N]) {
    cout << "数组大小：" << N << endl;
}

int arr[5];
printSize(arr); // 输出 "数组大小：5"

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六、sizeof 与 strlen 的区别

场景	sizeof	strlen
字符数组 char str[]	计算总字节数（包括 \0）	计算字符串长度（直到 \0）
动态字符串指针	返回指针大小（如 8）	需要有效 \0 结尾，否则未定义行为

示例：

cpp

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char str[] = "Hello";
cout << sizeof(str) << endl;  // 输出 6（'H','e','l','l','o','\0'）
cout << strlen(str) << endl;  // 输出 5

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七、总结：sizeof 的核心规则

1. 编译时求值：结果在编译阶段确定，不执行表达式。

2. 类型依赖：计算的是类型或对象的内存占用，而非逻辑内容。

3. 数组退化：数组作为函数参数时会退化为指针，sizeof 失效。

4. 内存对齐：结构体/类的大小受内存对齐规则影响。

5. 替代方案：动态数组建议使用 std::vector 或 std::array。

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示例代码

cpp

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#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 静态数组
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    cout << "数组总字节数：" << sizeof(arr) << endl;          // 输出 20
    cout << "数组元素个数：" << sizeof(arr)/sizeof(int) << endl; // 输出 5

    // 指针陷阱
    int* p = arr;
    cout << "指针大小：" << sizeof(p) << endl; // 输出 8（64位系统）

    // 结构体内存对齐
    struct Data { char c; int i; };
    cout << "结构体大小：" << sizeof(Data) << endl; // 输出 8

    return 0;
}

合理使用 sizeof 可以避免内存错误，但需时刻注意其限制和陷阱！