【C++】strlen 和sizeof 的区别(小结)

本文深入解析C/C++中strlen和sizeof的区别,详细说明两者在计算字符串长度和内存占用大小的不同场景应用,帮助读者理解字符串处理中的关键概念。

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strlen和sizeof 区别
一、sizeof 运算符:计算所占的字节大小

sizeof()是运算符,其值在编译时 就已经计算好了,参数可以是数组、指针、类型、对象、函数等。

它的功能是:获得保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。

由于在编译时计算,因此sizeof不能用来返回动态分配的内存空间的大小。实际上,用sizeof来返回类型以及静态分配的对象、结构或数组所占的空间,返回值跟对象、结构、数组所存储的内容没有关系。

具体而言,当参数分别如下时,sizeof返回的值表示的含义如下:

  1. 数组——编译时分配的数组空间大小;
  2. 指针——存储该指针所用的空间大小(在32位机器上是4,64位机器上是8);
  3. 类型——该类型所占的空间大小;
  4. 对象——对象的实际占用空间大小;
  5. 函数——函数的返回类型所占的空间大小。函数的返回类型不能是void。
二、strlen函数: 字符串的具体长度即字符个数

通过查看 strlen文档
我们知道strlen(…)是函数,要在运行时 才能计算。参数必须是字符型指针(char*)。当数组名作为参数传入时,实际上数组就退化成指针了。

它的功能是:返回字符串的长度。
该字符串可能是自己定义的,也可能是内存中随机的,该函数实际完成的功能是从代表该字符串的第一个地址开始遍历,直到遇到结束符’\0’停止。返回的长度大小不包括‘\0’。

总结一下二者的区别

二者的区别主要是以下四点:

  1. sizeof()是运算符,strlen()是库函数
  2. sizeof()在编译时计算好了,strlen()在运行时计算
  3. sizeof()计算出对象使用的最大字节数,strlen()计算字符串的实际长度
  4. sizeof()的参数类型多样化(数组,指针,对象,函数都可以),strlen()的参数必须是字符型指针(传入数组时自动退化为指针)
出一个简单但是很有学问的题

阅读下面代码,写出运算结果。

void Test1()
{
	char p[] = "hello";
	cout << "p: " << p << "   " << strlen(p) << "   " << sizeof(p) << endl;
	char p1[] = "hello\0";
	cout << "p1: " << p1 << "   " << strlen(p1) << "   " << sizeof(p1) << endl;
	char p2[] = "hello\\0";
	cout << "p2: " << p2 << "   " << strlen(p2) << "   " << sizeof(p2) << endl;
	char p3[] = "hello\\\0";
	cout << "p3: " << p3 << "   " << strlen(p3) << "   " << sizeof(p3) << endl;
	char p4[] = "hel\0lo";
	cout << "p4: " << p4 << "   " << strlen(p4) << "   " << sizeof(p4) << endl;
	char p5[] = "hel\\0lo";
	cout << "p5: " << p5 << "   " << strlen(p5) << "   " << sizeof(p5) << endl;
}

哈哈~ 看到这里是不是就有些方了呢?
其实仔细看我上面的分析,一步一步的计算就不会有错了。

首先一定要记住:strlen 计算的是字符串的实际长度,遇到\0即停止;sizeof 计算整个字符串所占内存字节数的大小,当然\0也要+1计算;

下面我们来分析运行结果:
《为了更清楚的解析,我将有停止计算作用的/0整体写为A实际不被控制台输出,无作用的写做/0可被输出;即strlen(A)=0,sizeof(A)=1;strlen(/0)=2,sizeof(/0)=2》

  1. char p[] = "hello";首先p的结果大家应该不会错吧? p=hello,strlen=5,sizeof=6

字符串hello的最后隐藏着一个\0故sizeof计算所占字节数是6。即strlen(helloA)=5,sizeof(helloA)=6

  1. char p1[] = "hello\0";p1 的结果:p1=hello,strlen=5,sizeof=7

这里\0主动结束了字符串长度的计算,但隐藏的\0仍然有意义;即strlen(helloAA)=5,sizeof(helloAA)=7

  1. char p2[] = "hello\\0";p2 的结果:p2=hello\0,strlen=7,sizeof=8

第一个\转义了紧挨着的\,使得后面0只是一个普通字符,不能与前面/成为整体。即strlen(hello\0A)=7,sizeof(hello\0A)=8

  1. char p3[] = "hello\\\0";p3 的结果:p3=hello\,strlen=6,sizeof=8

第一个\只转义了第二个\,使得第二个\不能再转义后面,所以第三个/与0成为整体并有结束计算的作用。即p3=hello\AA

  1. char p4[] = "hel\0lo";p4 的结果:p4=hel,strlen=3,sizeof=7

strlen碰到\0就停止输出和计算,所以结果是3;但sizeof不会停止而且两个\0都计算,即sizeof计算helAloA

  1. char p5[] = "hel\\0lo";p5 的结果:p5=hel\0lo,strlen=7,sizeof=8

第一个\转义了紧接的\,使得后面0只是普通字符,而sizeof比strlen多计算一个\0。即计算的p5=hel\0loA

下面是实际运行的结果:
在这里插入图片描述

以上内容我已经很努力的解析清楚了,希望大家可以有所收获哈~~

C++中,`strlen`函数`sizeof`运算符虽然都与字符串或数据类型的大小相关,但它们的用途、机制以及应用场景有显著区别。 ### 1. `sizeof` 是编译时运算符 `sizeof`是一个**编译时一元运算符**,用于计算**数据类型或对象所占内存的字节数**。它不依赖于运行时环境,在编译阶段就已经确定其值,因此不会带来运行时性能开销。它可以作用于基本数据类型、数组、结构体、类等[^4]。例如: ```cpp int a; std::cout << "Size of int: " << sizeof(int) << " bytes\n"; // 输出 4 字节 ``` 对于数组而言,`sizeof`可以正确返回整个数组所占的内存空间,而不会退化为指针形式[^2]。例如: ```cpp char str[10] = "Hello"; std::cout << "Size of str: " << sizeof(str) << " bytes\n"; // 输出 10 字节 ``` ### 2. `strlen` 是运行时库函数 `strlen`是C语言标准库中的一个函数,定义在头文件`<cstring>`(C++中为`<string.h>`),其原型为: ```cpp size_t strlen(const char *str); ``` 该函数用于**计算以空字符`\0`结尾的字符串的实际长度**,即从起始位置开始直到遇到第一个`\0`为止的字符数(不包括`\0`本身)。因此,它的执行发生在运行时,并且要求传入的参数必须是一个有效的以`\0`结尾的字符串[^1]。例如: ```cpp char str[10] = "Hello"; std::cout << "Length of str: " << strlen(str) << " characters\n"; // 输出 5 ``` 如果字符串实际内容少于数组定义的大小,`strlen`只会返回实际字符的数量,而不是整个数组的大小[^3]。 ### 3. 参数类型不同 - `sizeof`的参数可以是**任意类型名或变量**,如`int`、`double`、数组、结构体等。 - `strlen`只能接受**指向以`\0`结尾的字符串的指针**作为参数。若传入非字符串或未正确终止的字符串,可能导致未定义行为。 ### 4. 返回值含义不同 - `sizeof`返回的是**对象或类型在内存中占用的总字节数**。例如,`char[10]`将返回`10`,无论其中是否填满字符。 - `strlen`返回的是**字符串中有效字符的数量(不包括终止符`\0`)**。例如,字符串"Hello"将返回`5`[^3]。 ### 5. 数组处理方式不同 当数组作为参数传递给`strlen`时,会退化为指向首元素的指针,导致无法正确获取整个数组的信息;而`sizeof`在使用数组名作为参数时不会退化,能够正确返回整个数组的大小[^2]。 例如: ```cpp char arr[] = "Test"; std::cout << "Size of arr: " << sizeof(arr) << " bytes\n"; // 输出 5(包含 '\0') std::cout << "Length of arr: " << strlen(arr) << " characters\n"; // 输出 4 ``` ### 6. 性能差异 由于`sizeof`是在编译时完成计算,因此**没有运行时开销**;而`strlen`需要在运行时遍历字符串直到找到`\0`,因此其时间复杂度为O(n),n为字符串长度。 ### 示例对比 ```cpp #include <iostream> #include <cstring> int main() { char str[20] = "Programming"; std::cout << "Using sizeof: " << sizeof(str) << " bytes\n"; // 输出 20 std::cout << "Using strlen: " << strlen(str) << " characters\n"; // 输出 11 return 0; } ``` ### 总结 | 特性 | `sizeof` | `strlen` | |------------------|-----------------------------------|--------------------------------------| | 类型 | 编译时运算符 | 运行时函数 | | 参数类型 | 可以是任何类型或变量 | 必须是以`\0`结尾的字符串指针 | | 是否退化 | 不会退化为指针 | 会退化为指针 | | 返回值含义 | 占用内存字节数 | 实际字符数(不含`\0`) | | 性能影响 | 无运行时开销 | O(n) 时间复杂度 | ---
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