【面试题】sizeof引发的血案

被sizeof虐最早还是从toshi开始的。这货当初听我说我学C++也算入门了吧，他就拿一个sizeof的题来虐我，哈哈，好吧我必须承认当时连门都没看到，更谈不上入门了。

之前，我们先定义个宏，方便输出：

#define PRINT(a) cout << #a << ":" << a << endl

v1.0 最基本的sizeof

void printSize(char aInFunc[]){
    PRINT(sizeof(aInFunc));
}

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    char a[] = "abc";
    char *b = "abc";
    PRINT(sizeof(a));
    PRINT(sizeof(b));
    printSize(a);
    getchar();
    return 0;
}

非常简单。很多人一看就知道前两个输出应该是 4 4

第三个呢？

哇，前两个都是4了，难道第三个还能不是4？

恭喜你答对了。这题简单就简单在数组a和指针b居然的sizeof正好一样，所以即便不了解原理也能蒙对。

结果：

sizeof(a):4
sizeof(b):4
sizeof(aInFunc):4

v2.0开始说正事儿

刚才不是正事儿么？对，如果面试官出这题就是非常有诚意的想让你通过。。

void printSize(char aInFunc[]){
    PRINT(sizeof(aInFunc));
}

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    char a[] = "abcd";//modified
    char *b = "abcd";//modified
    PRINT(sizeof(a));
    PRINT(sizeof(b));
    printSize(a);
    getchar();
    return 0;
}

注意，这段程序跟1.0的基本一样，变化之处已经注明。

答案是多少呢？我当时拿2.0坑人的时候，已经开始有人犯迷糊了。

是5 5 5吧？对不起55555……

大家都能想到第一个是5，因为我们知道数组里面字符串后面会有一个\0。第二个可是一个指针哎，sizeof指针的时候输出的是指针这个变量占用的空间，所以还是4。

那第三个总该是5了吧---当然不是，是的话肯定就不这么考你了。在数组作为参数传入的时候实际上就退化为普通的指针了，不过这个指针实际上类似于const pointer，不可以其指向的内存空间：注意，还是有不同的！

const pointer	指向的内容不一定能够被修改，比如例子当中的b指向“abcd”，这里的“abcd”实际上是字面量，不可以被修改！ 如果指向的是堆内存，那当然随便你怎么样了。哈哈
数组	可以修改，栈内存

回来回来，说数组形参的事儿呢，因为退化为一个指针的样子，所以sizeof的结果就是指针的大小了，4。其实你也可以想想，平白无故传一个数组的首地址到函数当中，你问函数“那什么，这个数组大小是多少”，你信不信函数会一脸委屈。

结果：

sizeof(a):5
sizeof(b):4
sizeof(aInFunc):4

v3.0来点儿猛料！

如果有高人看到2.0，肯定会笑道你这结果是有问题的。

太对了！因为我用的是32位的编译器！现在条件改变，编译器为64位，程序不变，请问结果几何？

……

这问题就是会处在哪儿呢？

原来32位也好，64位也好，说的是cpu的处理能力，即字长。32位下面的寻址最大为4个字节，所以就是32位嘛，多好理解；64位可以简单的理解为8个字节，我查了一些资料，其实64位的架构很多都是从32位演进的，这个很正常，不信你看看中国移动是怎么从gsm演进到tds-cdma又到hspa又到tdd-lte的。

参考文献：http://blog.youkuaiyun.com/jsufcz/article/details/3305073

其实说了半天，就是指针这种类型的变量的占用空间变了，变成了8个字节。

我用的是VS2013，一般默认的都是32位的编译环境，大家可以通过修改为64位试试。

结果：

sizeof(a):5
sizeof(b):8
sizeof(aInFunc):8

v4.0休息一下

刚说了半天这么热闹，其实这回该说点儿实用的了。我们知道sizeof一个指针只能得到它占用内存的大小，可是我想知道它指向的字符串大小怎么办？

……

答案揭晓：strlen函数。需要注意的是，这个函数返回的结果不包含\0，也就是说

strlen("abcd")---->4

v5.0死磕了它

struct S{
	int a;
	char b;
};

PRINT(sizeof(S));

首先说明一点，这样的语法在C里面可能是有问题的，因为我们可能需要到一个typedef，不过C++里面已经默认为我们做了这件事情。

输出多少？我们都知道结构体是元素大小的和。所以理所当然的认为 应该是 4+1=5。这样想对于开发其实是没有太大的问题的。不过编译器为了让程序跑起来更带劲儿，做了优化，这就是传说中的对齐。

我也不瞎扯了，结果是8。

简单说下我对对齐的认识：

对齐是为了内存访问速度而生的，如果内存不对齐，那么指针移动的时候就需要注意下一个变量的类型和大小，并作出准确的移动；对齐以后呢，移动的时候只需要移动到下一个对齐的位置就可以了吧。我说的比较简单，认识有待提高嘛，哈哈。

我们更关心类似于上面的结果输出。当内存对齐的值为8时，将结构体内所有的变量占用的空间加起来，不足8的倍数的，向上对齐。

struct S{
	long long a;//8
	char b;//1
	int c;//4
	int d;//4
};

这个时候sizeof的值为 8+1+4+4 = 17，所以结果为24。

再在S当中增加7个char，就像：

struct S{
	long long a;
	char b[8];
	int c;
	int d;
};

结果仍然是24。不过再增加就超过24了，所以结果就成了32。

参考文献：http://blog.youkuaiyun.com/zhangyang0402/article/details/5802876

我用的是vs2013，经过测试，vs2013的默认对齐值就像参考文献当中的vc6.0一样，也是8。

v6.0还没完？

其实我饿了，不过还是要写完再去吃！

6.1定义一个类Base，里面啥都没有。

class Base
{
public:
};

PRINT(sizeof(Base));

结果是1。因为你声明了一个类型，总得给人家个座位坐吧。亲，可千万别站着，给你一字节先。

6.2接着，加构造和析构，加了三个函数。

class Base
{
public:
	Base();

	void funcA(int );
	void funcA(int ,int);
	void funcA(int ,int,int);
	 ~Base();
};

sizeof呢？仍然是1。因为没有实质性的东西在里面。

函数的代码不占位置吗？存在静态区。人家是特派员，哈哈。

参考文献：http://blog.youkuaiyun.com/jacqueslim/article/details/6801601

6.3函数加个virtual。

class Base
{
public:
	Base();

	void funcA(int );
	void funcA(int ,int);
	void funcA(int ,int,int);
	virtual ~Base();
};

这时候结果是4。

因为virtual会导致Base类有一个指针指向虚函数表，这是C++的多态实现机制，子类在继承Base类以后应该覆写virtual函数，如果父类指针指向了一个子类的对象，那么这个指针可以通过查虚函数表来调用子类的函数，而不是调用父类的函数。

6.4好多个virtual函数。

算了，肯定还是4，这时候只是虚函数表变大了，指针又不会变。

6.5加成员变量

其实我已经很奇怪了，既然默认对齐到8字节，为什么虚函数表指针还胆敢输出4？？

后来修改#pragma pack 试了一下发现当值设置到8的时候，仍然是按照4对齐的。为什么？

class Base0
{
public:
	Base0();

	void funcA(int);
	void funcA(int, int);
	virtual void funcA(int, int, int);
	virtual ~Base0();
	
	int a;
	int b;
	char str[5];
};

一开始我还以为这也算是struct和class的区别，不过我错了。后来突然反应过来，我这个类当中就没有一个字段超过了4个字节，所以你对齐到8字节有什么意义呢？对齐的字节值不仅跟你的设置有关，也跟你的具体字段有关。

这时的sizeof结果为 4+4+4+5 = 17--->20

把int a 和int b替换为一个8字节的类型，比如double类型，结果就是另一番景象：

4+8+5=17 --->24 对齐到8字节了！

总结：

1、指针的大小跟编译器有关，32位为4字节，64位为8字节。

2、数组作为形参时退化为指针。

3、对齐值跟pragma pack设置和结构体（或者类）当中的最大字段有关，前者的值大于后者时，取后者，小于后者时取前者。