sizeof空间计算

本文详细探讨了C++中关于sizeof运算符在结构体、引用、汉字、数组、联合体以及枚举等方面的应用。介绍了结构体的空间计算原则,包括元素对齐和整体对齐,并通过实例分析了各种复杂情况下的空间占用。此外,还讨论了union的特性和枚举的sizeof结果。

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常见数据类型的sizeof结果

//x86
sizeof(char): 1
sizeof(short): 2
sizeof(int):4
sizeof(long): 4
sizeof(float): 4
sizeof(double): 8
sizeof(p): 4 //p是指针

//x64
sizeof(char): 1
sizeof(short): 2
sizeof(int):4
sizeof(long): 8
sizeof(float): 4
sizeof(double): 8
sizeof(p): 8 //p是指针

主要差别就是在于long和指针类型,注意所有指针变量的操作结果是一样的。

下述结果默认在windows x86编译环境所得。

引用,汉字和数组

引用

所有引用变量的sizeof,等同于被引用对象的sizeof。

int x[5] = { 1,2,3,4,5 };
int (&p)[5] = x;
int &p2 = x[1];
cout << sizeof(p) <<"   "<<sizeof(p2)<< endl;
//cout << sizeof(x) << "  "<< sizeof(x[1]) << endl;

输出结果为20和4,和注释的语句结果是一样的。

汉字

在c/c++中汉字占两个字节,需要注意的是字符串末尾还有一个空字符

char x[] = "哈哈哈hhh";
cout << sizeof(x) << "  "<< sizeof(x[1]) << endl;
### 使用 `sizeof` 运算符计算 C/C++结构体的大小 在 C 和 C++ 编程语言中,`sizeof` 是一种用于查询数据类型或对象所占字节数的操作符。对于结构体而言,其大小不仅取决于各成员变量本身的尺寸,还受到内存对齐规则的影响。 #### 内存对齐原则概述 当定义一个结构体时,编译器为了提高访问效率会对成员进行适当排列,使得每个成员相对于结构体起始地址的位置满足特定条件——这就是所谓的“内存对齐”。具体来说: - 成员变量按照声明顺序依次存储; - 每个成员的实际偏移量应为该类型的自然边界(通常是其自身的大小)或是编译环境指定的最大对齐值中的最小者[^3]; - 整个结构体最终占用的空间将是最大对齐粒度的整数倍,可能因此而存在填充空间。 #### 示例代码展示 下面通过一段简单的例子来说明如何利用 `sizeof` 获取结构体实例的具体长度: ```cpp #include <iostream> struct ExampleStruct { char c; // 占用 1 字节 int i; // 占用 4 字节, 需要在前面补足至 4 的倍数 }; int main(){ std::cout << "Size of struct is: " << sizeof(ExampleStruct) << " bytes." << std::endl; return 0; } ``` 上述程序将输出结构体 `ExampleStruct` 所需的真实内存量。需要注意的是实际运行结果可能会因不同平台和编译选项有所差异。 由于内存对齐的存在,即使两个连续字段只相差几个字节,也可能因为补齐到合适的边界而导致整体体积增大很多。例如上面的例子中虽然只有5个有效字节的数据 (char + int),但由于对齐原因,整个结构体会被分配至少8个字节以上的空间。 #### 影响因素分析 除了基本语法外,影响 `sizeof(struct)` 返回值得要素还包括但不限于: - **目标架构**:不同的 CPU 架构下指针宽度各异,这直接影响到了含指针成员的复合类型的整体规模。 - **编译参数**:某些情况下可以通过命令行开关调整默认对齐方式,进而改变最终测量的结果。 - **内部布局优化**:现代编译工具链往往具备自动重排字段次序的能力,旨在减少不必要的间隙浪费并提升缓存命中率。
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