Sizeof与strlen

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#alignment #存储 #fun #编译器 #compiler #stream

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本文详细解析sizeof与strlen的区别与联系，包括两者在C语言中的使用场景、参数要求、返回值类型等，并通过实例展示了如何利用这两个概念解决实际问题。

深入理解Sizeof与strlen的本质

简单的讲，sizeof 是求变量或类型的存储长度。而strlen 是统计字符串中字符的个数，不包括终止符‘\0’。sizeof 是求得实体（就是"()"里面包含的变量或者类型字）的字节单位长度。按照类型来判断；strlen 是求得字符的长度，累加搜索，直到 \0截至为止。

sizeof(xxx)是个保留字，用来求分配给xxx的内存空间大小的，举例来说sizeof(int)就是求分配给int型变量的内存大小。strlen(const char*)这是个字符串相关函数，其中，参数必须是个字符指针(指向字符串的指针)或字符串，而返回值就是这个指针指向的字符串的长度，字符串结束必须以'\0'为标记，但'\0'不计入字符串长度。

Sizeof与strlen的区别及联系

1.sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中typedef为unsigned　int类型。
该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
2.sizeof是算符，strlen是函数。

3.sizeof可以用类型做参数，strlen只能用char*做参数，且必须是以''\0''结尾的。

4.数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了。

5.大部分编译程序在编译的时候就把sizeof计算过了是类型或是变量的长度这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因
char str[20]="0123456789";//str是编译期大小已经固定的数组
int a=strlen(str); //a=10;//strlen()在运行起确定
int b=sizeof(str); //而b=20;//sizeof()在编译期确定

6.strlen的结果要在运行的时候才能计算出来，是用来计算字符串的实际长度，不是类型占内存的大小。

7.sizeof后如果是类型必须加括弧，如果是变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数。
char c;
sizeof c;//变量名可以不加括弧

8.当适用了于一个结构类型时或变量， sizeof 返回实际的大小，
当适用一静态地空间数组， sizeof 归还全部数组的尺寸。
sizeof 操作符不能返回动态地被分派了的数组或外部的数组的尺寸

9.数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组，传递的是数组的首地址，
如：
fun(char [8])
fun(char [])
都等价于 fun(char *)
在C++里参数传递数组永远都是传递指向数组首元素的指针，编译器不知道数组的大小
如果想在函数内知道数组的大小，需要这样做：
进入函数后用memcpy拷贝出来，长度由另一个形参传进去
fun(unsiged char *p1, int len)
{
unsigned char* buf = new unsigned char[len+1]
memcpy(buf, p1, len);
}

10.计算结构变量的大小就必须讨论数据对齐问题。为了CPU存取的速度最快（这同CPU取数操作有关，详细的介绍可以参考一些计算机原理方面的书），C++在处理数据时经常把结构变量中的成员的大小按照4或8的倍数计算，这就叫数据对齐（data alignment）。这样做可能会浪费一些内存，但理论上速度快了。当然这样的设置会在读写一些别的应用程序生成的数据文件或交换数据时带来不便。MS VC++中的对齐设定，有时候sizeof得到的与实际不等。一般在VC++中加上#pragma pack(n)的设定即可.或者如果要按字节存储，而不进行数据对齐，可以在Options对话框中修改Advanced compiler页中的Data alignment为按字节对齐。
11.sizeof操作符不能用于函数类型，不完全类型或位字段。不完全类型指具有未知存储大小的数据类型，如未知存储大小的数组类型、未知内容的结构或联合类型、void类型等。如sizeof(max)若此时变量max定义为int　max(),sizeof(char_v)　若此时char_v定义为char　char_v　[MAX]且MAX未知，sizeof(void)都不是正确形式。

我们能常在用到 sizeof 和 strlen 的时候，通常是计算字符串数组的长度
看了上面的详细解释，发现两者的使用还是有区别的，从这个例子可以看得很清楚：

har str[11]="0123456789";//注意这里str大小因该大于等于11，应考虑'\0'在内，否则编译器会报错
int a=strlen(str); //a=10; >>>> strlen 计算字符串的长度，以结束符 0x00 为字符串结束。
int b=sizeof(str); //而b=11; >>>> sizeof 计算的则是分配的数组 str[11] 所占的内存空间的大小，不受里面存储的内容改变。

上面是对静态数组处理的结果，如果是对指针，结果就不一样了

char* ss = "0123456789";
sizeof(ss) 结果 4 ＝＝＝》ss是指向字符串常量的字符指针，sizeof 获得的是一个指针的之所占的空间,应该是长整型的，所以是4
sizeof(*ss) 结果 1 ＝＝＝》*ss是第一个字符其实就是获得了字符串的第一位'0' 所占的内存空间，是char类型的，占了 1 位strlen(ss)= 10 >>>> 如果要获得这个字符串的长度，则一定要使用 strlen

另外,下面的方法可以用于确定该静态数组可以容纳元素的个数：
int a[3]={1,2,3};
cout << sizeof a/sizeof ( typeid( a[0] ).name() );

个人补充实例：

对于字符串数组 char SS[7]="abcdef",其后自动添加'/0'表示结束符，该字符串数组在内存中占用单元是以单个字符存取的，因此又可以表示为 char SS[7]={'a','b','c','d','e','f','/0'}

结果:sizeof(ss)=7 strlen(ss[])=6

小结：Sizeof计算分配的字符串数组/数据类型/函数所占的内存空间的大小，不受里面存储的内容实际大小而改变；strlen计算字符串的长度，以结束符0x00('/0')为字符串结束。

例如：char ss3[100]="0123456789"

int a=sizeof(ss3) a值为100，实际ss3数组中只有‘0’,‘1’,‘2’,‘3’,‘4’,‘5’,‘6’,‘7’,‘8’,‘9’,‘/0’共10个字符串，因此ss[10]='/0'

int b=strlen(ss3[]) b值为10，这里不计入字符串结束标志'/0'

sizeof使用场合。

1.sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/O系统那样的例程进行通信。例如：　　　

void　*malloc（size_t　size）,　

size_t　fread(void　*　ptr,size_t　size,size_t　nmemb,FILE　*　stream)。

2.用它可以看看一类型的对象在内存中所占的单元字节。 void　*　memset（void　*　s,int　c,sizeof(s)）

3.在动态分配一对象时,可以让系统知道要分配多少内存。
4.便于一些类型的扩充,在windows中就有很多结构内型就有一个专用的字段是用来放该类型的字节大小。
5.由于操作数的字节数在实现时可能出现变化，建议在涉及到操作数字节大小时用sizeof来代替常量计算。
6.如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参，sizeof给出其指针的大小。

转于：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4462f8560100lj1n.html