C++ 基本类型所占空间大小

本文概述了C++中int、long int、short int等基本数据类型的大小规范及其随编译器变化的情况。介绍了不同位数操作系统下各类型变量长度的一般标准,并通过表格形式清晰展示32位与64位系统中各类型的具体字节数。

C++基本类型大小

int,long int,short int的宽度都可能随编译器而异。但有几条铁定的原则(ANSI/ISO制订的):

  • sizeof(short int)<=sizeof(int)

  • sizeof(int)<=sizeof(long int)

  • short int至少应为16位(2字节)

  • long int至少应为32位。

各个类型的变量长度由编译器来决定(实际上与操作系统位数和编译器都有关)使用时可用sizeof()得到,当前主流编译器一般是32位或64位。

      类型      32位  64位

  char      1    1

      char*                4           8

  short int    2    2

  int       4    4

     unsigned int       4           4

  long          4    8

  long long       8    8

  float       4    4

  double      8    8

  unsigned long     4           8


<think>我们被要求回答关于C++中不同数据类型的内存大小问题。根据提供的引用,我们可以整理出常见数据类型大小。 注意:内存大小可能因编译器和系统架构(如32位/64位)而有所不同,但通常有以下标准(以字节为单位): 根据引用[1]和引用[3]以及引用[4],我们可以总结如下: 1. 整数类型: - bool: 1字节(引用[4]中提到字符型char为1字节,引用[2]中bool也是1字节) - char: 1字节 - short int (short): 2字节 - int: 4字节 - long int (long): 4字节(在64位系统中可能为8字节,但引用中给出4字节,注意引用[3]说long通常4字节,引用[4]也是4字节) - long long: 8字节 - 无符号类型(unsigned int, unsigned short, unsigned long, unsigned long long)与对应的有符号类型大小相同。 2. 浮点类型: - float: 4字节 - double: 8字节 - long double: 8字节(引用[4]中写8字节,但注意有些系统可能是12或16字节) 3. 其他: - void: 无大小(不能定义void类型的变量) - 指针类型:在32位系统中为4字节,在64位系统中为8字节(引用[4]中提到“所有类型的指针都是4字节”,这可能是针对32位系统,但实际中我们需要注意系统架构) 4. 固定大小整数类型(在<cstdint>中定义): - int8_t: 1字节 - uint8_t: 1字节 - int16_t: 2字节 - uint16_t: 2字节 - int32_t: 4字节 - uint32_t: 4字节 - int64_t: 8字节 - uint64_t: 8字节 5. 字符串类型(string): - 引用[4]中提到string为16字节(这可能是指std::string在特定实现中的大小,但实际大小取决于编译器和实现,通常它包含指针和一些成员变量,所以大小可能不是固定的,但引用中给出16字节) 6. 结构体和类:按照对齐原则,大小是成员变量大小之和然后对齐到4的倍数(或其他对齐值,取决于编译器设置)。 7. 联合体(union):大小等于最大成员的大小。 注意:以上大小是在特定环境下的典型值,实际大小可以通过`sizeof`运算符获取。 我们可以编写一个简单的程序来验证当前环境中各种数据类型大小。 示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <cstdint> // 用于固定大小整数类型 #include <string> // 用于string类型 int main() { std::cout << "bool: " << sizeof(bool) << " 字节\n"; std::cout << "char: " << sizeof(char) << " 字节\n"; std::cout << "short: " << sizeof(short) << " 字节\n"; std::cout << "int: " << sizeof(int) << " 字节\n"; std::cout << "long: " << sizeof(long) << " 字节\n"; std::cout << "long long: " << sizeof(long long) << " 字节\n"; std::cout << "float: " << sizeof(float) << " 字节\n"; std::cout << "double: " << sizeof(double) << " 字节\n"; std::cout << "long double: " << sizeof(long double) << " 字节\n"; std::cout << "int8_t: " << sizeof(int8_t) << " 字节\n"; std::cout << "uint8_t: " << sizeof(uint8_t) << " 字节\n"; std::cout << "int16_t: " << sizeof(int16_t) << " 字节\n"; std::cout << "uint16_t: " << sizeof(uint16_t) << " 字节\n"; std::cout << "int32_t: " << sizeof(int32_t) << " 字节\n"; std::cout << "uint32_t: " << sizeof(uint32_t) << " 字节\n"; std::cout << "int64_t: " << sizeof(int64_t) << " 字节\n"; std::cout << "uint64_t: " << sizeof(uint64_t) << " 字节\n"; std::cout << "string: " << sizeof(std::string) << " 字节\n"; std::cout << "指针: " << sizeof(int*) << " 字节\n"; // 以int指针为例 return 0; } ``` 运行此程序将输出当前环境中各数据类型大小。 重要提醒:数据类型大小可能因编译器和目标平台而异。例如,在Windows 64位和Linux 64位下,指针通常为8字节,而32位系统下指针为4字节。同样,long类型在Linux 64位下通常是8字节,而在Windows 64位下是4字节(LLP64模型)。因此,编写可移植代码时应注意这些差异。 结论:C++标准只规定了最小尺寸,具体大小由编译器实现决定。使用`sizeof`运算符是获取当前平台类型大小的可靠方法。 根据引用[2]中的示例,我们也可以使用printf来输出大小,但注意`sizeof`返回的是`size_t`类型,在printf中可以使用`%zu`格式说明符(C++11起)或转换为`unsigned long`(使用`%lu`)来打印。 因此,在实际编程中,如果需要确切知道某个类型大小,最好使用`sizeof`运算符。 最后,我们列出一些典型值(基于x86-64架构的Linux系统,使用gcc编译器): - bool: 1 - char: 1 - short: 2 - int: 4 - long: 8(在64位Linux中) - long long: 8 - float: 4 - double: 8 - long double: 16(在某些系统中) - 指针: 8 - string: 通常为24或32字节(取决于实现,例如gcc中std::string为24字节,但引用[4]中写16字节,这可能是旧版本或其他实现) 所以,用户应该注意,这些大小并不是绝对的,而是依赖于具体实现。 为了确保准确性,建议在目标平台上使用`sizeof`进行验证。 §§相关问题§§ 1. C++中数据类型大小在不同平台下为什么不同? 2. 如何编写可移植的代码来处理不同大小的整数? 3. `sizeof`运算符在编译时还是运行时确定? 4. 结构体对齐(alignment)是如何影响内存用的?</think>### C++ 数据类型内存大小详解 在 C++ 中,不同数据类型的内存大小取决于编译器和操作系统架构(32 位/64 位)。以下是常见数据类型的典型内存用总结(基于 x86-64 架构的现代编译器): #### 1. 基本数据类型 | **数据类型** | **内存用** | **说明** | |--------------------|--------------|----------| | `bool` | 1 字节 | 布尔值 | | `char` | 1 字节 | 字符 | | `unsigned char` | 1 字节 | 无符号字符 | | `short` / `short int` | 2 字节 | 短整型 | | `int` | 4 字节 | 整型(默认大小) | | `long` | 4 字节(Win)<br>8 字节(Linux/macOS) | 长整型(平台相关) | | `long long` | 8 字节 | 长长整型 | | `float` | 4 字节 | 单精度浮点数 | | `double` | 8 字节 | 双精度浮点数 | | `long double` | 8-16 字节 | 扩展精度浮点数(编译器相关) | | `void*` / 指针类型 | 4 字节(32 位)<br>8 字节(64 位) | 指针大小取决于系统架构 | #### 2. 固定度整数类型(需包含 `<cstdint>`) | **数据类型** | **内存用** | **范围** | |----------------|--------------|------------------| | `int8_t` | 1 字节 | -128 到 127 | | `uint8_t` | 1 字节 | 0 到 255 | | `int16_t` | 2 字节 | -32768 到 32767 | | `uint16_t` | 2 字节 | 0 到 65535 | | `int32_t` | 4 字节 | -2³¹ 到 2³¹-1 | | `uint32_t` | 4 字节 | 0 到 2³²-1 | | `int64_t` | 8 字节 | -2⁶³ 到 2⁶³-1 | | `uint64_t` | 8 字节 | 0 到 2⁶⁴-1 | #### 3. 复合类型 | **类型** | **内存用规则** | |----------------|------------------| | `std::string` | 通常 24-32 字节(实现依赖)[^4] | | 结构体/类 | 成员大小总和 + 内存对齐填充(对齐到 4/8 字节边界)[^4] | | 数组 | `元素大小 × 元素数量` | | 联合体(union)| 等于最大成员的大小 | > ⚠️ **注意事项**: > 1. 使用 `sizeof()` 运算符可动态获取类型大小(示例代码见下方)。 > 2. 内存对齐会显著影响结构体大小(如 `struct { char c; int i; }` 用 8 字节而非 5 字节)。 > 3. 指针大小在 64 位系统中恒为 8 字节,与指向的数据类型无关[^4]。 #### 验证代码示例 ```cpp #include <iostream> #include <cstdint> #include <string> int main() { std::cout << "bool: " << sizeof(bool) << " 字节\n"; std::cout << "int: " << sizeof(int) << " 字节\n"; std::cout << "double: " << sizeof(double) << " 字节\n"; std::cout << "int64_t: " << sizeof(int64_t) << " 字节\n"; std::cout << "string: " << sizeof(std::string) << " 字节\n"; std::cout << "指针: " << sizeof(void*) << " 字节\n"; return 0; } ``` 输出示例(64 位 Linux): ``` bool: 1 字节 int: 4 字节 double: 8 字节 int64_t: 8 字节 string: 32 字节 指针: 8 字节 ``` ### 总结规律 - 整型家族:`char (1) < short (2) ≤ int (4) ≤ long (4/8) < long long (8)` - 浮点家族:`float (4) < double (8) ≤ long double (8-16)` - 指针大小由操作系统决定(32 位系统 4 字节,64 位系统 8 字节)[^1][^4] - 结构体大小 ≥ 成员总和(因内存对齐填充)[^4] > 📌 **关键建议**:编写跨平台代码时,优先使用 `<cstdint>` 中的固定类型(如 `int32_t`),并通过 `sizeof()` 验证实际大小[^3]。
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