sizeof使用中的几个误区总结

最新推荐文章于 2023-08-14 19:43:46 发布

adminabcd

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分类专栏： c++/sizeof 文章标签： sizeof

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/adminabcd/article/details/46124349

c++/sizeof 专栏收录该内容

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本文深入探讨C/C++中sizeof运算符的应用，包括字符数组、结构体、联合体及函数调用等多种情况，并解析字节对齐规则。

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最近看了几个有关sizeof的试题，发现自己很多都做错了，然后上网看了下其他人的博客（原博客地址为：http://blog.youkuaiyun.com/candyliuxj/article/details/6307814以及http://blog.youkuaiyun.com/yankai0219/article/details/6892189），现把自己以前不懂的地方记录下来，方便以后复习。

1. sizeof （字符数组）

例如：

char ss2[]="0123456789";
sizeof(ss2);     //结果为11，而不是10

字符数组ss2中包含隐含的’\0’,也算一个字符，占一个字节，所以ss2的总的大小为11字节。

2. sizeof （结构体）

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1：

struct    
{   
    float   fuel_load;   
    char a[5];  
    int   pallets;   
}fig; 
sizeof(fig);   //结果为16

相应的数据对齐情况如下：
这里写图片描述
由图可知长度为16字节。

例2：

struct 
{
 bool temp1;
 int temp2;
 bool temp3;
}temp;
sizeof(temp);  //结果为12

相应的数据对齐情况如下：
这里写图片描述
由图可知长度为12字节

3. sizeof （联合体）

联合体union的定义方式与结构体一样，但是二者有根本区别。
在结构体中各成员有各自的内存空间；而在联合体中，各成员共享一段内存空间。
下面通过一个例子来说明联合体中各成员共享一段内存空间

union {           
      int i;
      char x[2];
}a;
a.x[0]=10;
a.x[1]=1;
cout<<a.i<<endl; //结果为10

为什么是10呢？我们下面通过分析联合体内各成员的实际存储来说明。
这里写图片描述
给联合体a中的字符数组x赋值，a中i的值也发生了改变，变成了00000000 00000000 00000001 00001010，即为256+10=266.

联合体的内存分配：

1）联合体的结构空间要大于等于最长的一个结构变量的空间
2）并且要能够整除其他结构变量的数据长度，即联合体空间对其他成员的元类型要能够整除（int a[5]，其元类型为int，元类型长度为4），实际上就是要取一个元类型的最小公倍数。

union     
{   
    float fuel_load;   
    char a[5];  
    int pallets;   
}fighter; 
sizeof(fighter);   //结果为8，而不是5或者16

这个结构体中，各个结构变量的空间分别为4个字节，5个字节，4个字节。通过（1）知结构体的空间至少为5个字节，但是由（2）知5不能满足条件，因此联合体空间应该为8，因为8可以整除4（float、int长度）和1（char的长度）。

3.sizeof(数组形参)

当数组为形参时，其sizeof值相当于指针的sizeof值。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int test(char var[])
{
 return sizeof(var);  //值为4
}
int test2(char ba)
{
 return sizeof(ba);  //值为1
}
int main()
{
  char a[10];
  char b;
  cout<<sizeof(a)<<endl;   //输出10
  cout<<test(a)<<endl;     //输出4
  cout<<sizeof(b)<<endl;   //输出1
  cout<<test2(b)<<endl;    //输出1
  return 0;

}

4.sizeof(函数名（实参）)

sizeof对一个函数调用求值，结果是函数返回值的类型的大小。而且在使用中应该注意：
(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,对含参数的函数，在用sizeof时，须写上实参。

#include <iostream>  
using namespace std;  

float Fun1(int a, float b)  
{  
    return a + b;  
}  

int Fun2()  
{  
    return 3;  
}  

void Fun3()  
{  
}  

int main()  
{  
cout<<sizeof(Fun1(3, 0.4))<<endl; //OK，值为4，sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float)  
cout<<sizeof(Fun2())<<endl; //OK，值为4，sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int)  
/*cout<<sizeof(Fun3())<<endl; //error，sizeof不能对返回值为空类型的函数求值*/  
/*cout<<sizeof(Fun1)<<endl; //error，sizeof不能对函数名求值*/  
}