sizeof操作符

本文深入探讨了sizeof操作符在C/C++编程语言中的作用,包括其三种语法形式及其对不同类型(如char、引用、指针、数组)的影响。通过实例解析,揭示sizeof操作符如何帮助开发者理解和计算变量、表达式的实际内存占用。

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一 概述

sizeof操作符的作用是返回一个对象或类型名的长度,返回值的类型为size_t,长度的单位为字节;sizeof的结果是编译型常量。


1 三种语法形式:

sizeof(type_name)

sizeof (expr)

sizeof expr


2 当sizeof用于expr时,并没有计算表达式expr的值。

特别是在sizeof *p中,指针p可以是个无效地址,因为不需对p进行解引用操作。

例如:

short *p;

sizeof(*p) //结果为2


使用sizeof的结果部分的依赖所涉及的类型:


*对char类型或值为char类型的表达式做sizeof操作保证的1。

*对引用类型(reference)做sizeof操作将返回此引用类型对象所需的内存空间大小。

*对指针做sizeof操作将返回存放指针所需的内存大小;如果需要获取指针所指对象的大小,则必须对该指针进行解引用。

*对数组做sizeof操作等效于将其元素类型做sizeof操作的结果乘上数组元素的个数。


小技巧: sizeof(数组)/sizeof(元素类型),就可以求出数组元素的个数。


注意:

char a[]="china";

char b[10]="china";

# sizeof(a)=6;sizeof(b)=10

### sizeof 操作符的作用及使用方式 `sizeof` 是 C/C++ 中的一个特殊运算符,用于计算数据类型或变量在内存中所占的字节数。它不是函数,也不是标准意义上的一元操作符,而是在编译阶段求值的一种机制,因此 `sizeof` 作用域内的语句不会被编译成机器码。例如,在 `sizeof(num++)` 中,`num` 的值不会增加,因为其中的表达式仅用于类型推导而不实际执行[^1]。 #### 使用方式 - **对类型使用**:当需要获取某种数据类型的大小时,必须将类型名放在括号中,如 `sizeof(int)` 或 `sizeof(double)`。这种方式返回的是指定类型在当前平台下占用的字节数。 - **对变量使用**:如果已声明了一个变量,则可以直接通过该变量名调用 `sizeof`,无需加括号,例如 `int x; size_t size = sizeof x;`。这将给出变量 `x` 所属类型占用的内存大小。 - **对数组使用**:`sizeof` 应用于数组时,会返回整个数组占用的内存总量(包括终止符 `\0` 对于字符串而言)。比如对于字符数组 `char str[] = "hello";`,`sizeof(str)` 返回 6 字节(5 个字母加一个空字符)[^2]。 - **对结构体或类使用**:当应用于用户定义的数据结构(如结构体或类)时,`sizeof` 将考虑成员之间的填充和对齐要求来确定总大小。这意味着即使成员本身没有显式初始化,它们之间可能存在的空白区域也会被计入总数之中。 - **与函数结合使用**:可以对具有返回类型的函数应用 `sizeof`,此时其结果等价于对该函数返回类型调用 `sizeof`。然而,尝试对返回类型为 `void` 的函数进行此操作会导致警告信息出现,尽管程序仍能正常运行[^2]。 #### 行为特性 - **编译时常量表达式**:通常情况下,`sizeof` 在编译期间完成计算,并且其结果被直接替换进目标代码中作为常数值。这意味着它可以用来定义静态分配的数组维度,例如 `char buffer[sizeof(SomeStruct)];` 创建了一个足够容纳任意 `SomeStruct` 实例的缓冲区。 - **运行时评估的可能性**:根据 C99 标准,`sizeof` 支持运行时确定某些可变长度数组的尺寸;不过需要注意的是,即便如此,它依旧无法正确报告动态分配内存块的实际大小[^3]。 - **不完整类型的限制**:若试图对未完全定义的数组或对象使用 `sizeof` ,编译器将会报错。这是因为只有完整地知道了所有相关信息之后,才能准确无误地计算出所需空间总量[^3]。 综上所述,`sizeof` 是一种非常有用且高效的工具,在处理底层编程任务时尤为重要。理解它的正确用法以及背后的工作原理有助于编写更加健壮、高效的应用程序。 ```c #include <stdio.h> int main() { int a; printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(a)); // 输出 int 类型的大小 printf("Size of double: %zu bytes\n", sizeof(double)); // 输出 double 类型的大小 char str[] = "hello"; printf("Size of str: %zu bytes\n", sizeof(str)); // 包含 '\0' 的大小 return 0; } ```
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