c语言 sizeof详解

sizeof的概念  

　　sizeof是C语言的一种单目操作符，如C语言的其他操作符++、--等。

    它并不是函数。

    sizeof操作符以字节形式给出了其操作数的存储大小。

    操作数可以是一个表达式或括在括号内的类型名。

    操作数的存储大小由操作数的类型决定。　

sizeof的使用方法  

　　1、用于数据类型　   
　　sizeof使用形式: sizeof(type)
　　数据类型必须用括号括住: sizeof(int)

　　2、用于变量　   
　　sizeof使用形式: sizeof(var_name) 或 sizeof　var_name　   
　　变量名可以不用括号括住.如sizeof (var_name)，sizeof　var_name等都是正确形式

    带括号的用法更普遍，大多数程序员采用这种形式。　   
　　注意：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。　   
　　  例如: 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)      

     以上都是不正确形式。

sizeof的结果

  1、ANSI　C正式规定字符类型为1字节。　   
    sizeof(char)= 1;
    sizeof(unsigned char) = 1;
    sizeof(signed char)= 1;
　　
　　2、其他类型在ANSI　C中没有具体规定，大小依赖于实现。
　   sizeof(int)= 4;
    sizeof(unsigned int)= 4;
    sizeof(short int)= 2;
    sizeof(unsigned short) = 2;
    sizeof(long int)= 4;
    sizeof(unsigned long)= 4;
    sizeof(float)= 4;
    sizeof(double)= 8;
    sizeof(long double)= 12; //gcc 32-bit 编译器
    sizeof(long double)= 16; //gcc 64-bit 编译器

　　3、当操作数是指针时，sizeof依赖于编译器。
    学过数据结构的你应该知道指针是一个很重要的概念，它记录了另一个对象的地址。既然是来存放地址的，那么它当然等于计算机内部地址总线的宽度。所以在32位计算机中，一个指针变量的返回值必定是4（注意结果是以字节为单位），在64位系统中指针变量的sizeof结果为8。
       例如: char *p;      
           sizeof(p) = 4;//gcc 32-bit 编译器
           sizeof(p) = 8;//gcc 64-bit 编译器     
 
　　4、当操作数具有数组类型时，其结果是数组的总字节数。
    例如: char a[5];
        int  b[5];
        sizeof(a) = 5;
        sizeof(b) = 20;
   
  5、当操作数是具体的字符串或者数值时，会根据具体的类型进行相应转化。
      例如: sizeof(8)    = 4;  //自动转化为int类型
          sizeof(8.8)  = 8;  //自动转化为double类型，注意，不是float类型
          sizeof("ab") = 3   //自动转化为数组类型，
                                   
　　6、当操作数是联合类型时，sizeof是其最大字节成员的字节数。当操作数是结构类型时，sizeof是其成员类型的总字节数，包括补充字节在内。还是拿例子来说话:
   union u{             //对union来说
       char c;
       double d;
     }u;
    sizeof(u) = max(sizeof(c),sizeof(d)) = sizeof(1,8) = 8;
　　struct a{             //对struct来说
       char　b;　
       double　x;
    }a;   
　　 sizeof(a) = 16;  而一般sizeof(char) + sizeof(double) = 9; 
　　这是因为编译器在 考虑对齐问题时，在结构中插入空位以控制各成员对象的地址对齐。但如果全对齐的话，sizeof(a) = 16, 这是因为b被放到偏移量为0的地址，占1个字节；在存放x时，double类型长度为8，需要放到能被8整除的偏移量上，这时候需要补7个空字节， 达到8个，这时候偏移量为8，放上x后长度为16。

struct S1 {
		char c;
		double d;
	};
	union  u {            //对union来说
		char c;
		double d;
	} u;
	int a;
	char b;
	short c;
	double d;
	float f;
	int *p;
	char a1[]="abcd";
	int a2[3];
	printf("int=%d\n",sizeof(a));
	printf("char=%d\n",sizeof(b));
	printf("short=%d\n",sizeof(c));
	printf("double=%d\n",sizeof(d));
	printf("float=%d\n",sizeof(f));
	printf("指针=%d\n",sizeof(p));
	printf("数组=%d\n",sizeof(a1));
	printf("数组=%d\n",sizeof("ab"));
	printf("结构体=%d\n",sizeof(S1));
	printf("联合类型=%d\n",sizeof(u));

gcc 64-bit 编译器，指针=8；

gcc 32-bit 编译器，指针=4

类的sizeof

面试中遇到面试官让我求一个类的sizeof，里边有各种类型的变量，还有虚函数（但是不懂什么是虚函数）。如果有虚函数就要加上一个指向虚表的指针，4字节大小（32 位 编译器），64位编译器是8字节大小。

1、空类
class A{}; sizeof(A)=1；
求sizeof的结果是1，因为即使是没有成员之类的，一个类存在，至少都要给他一个空间，不然就没有存在的意义了。

2、简单的类

class A{
	int a;
    	double b;
};

本来sizeof(A.a)+sizeof(A.b)=12；结果=16，说明类的大小也遵守类似struct字节对齐的补齐规则，补齐为double类型8字节，所有为16

3、含虚函数的类

class A{
	int a;
	virtual  fun();
};

//sizeof(A)=8+8=16   (gcc-64bit编译器，指针大小为8字节)+补齐规则
//sizeof(A)=4+4=8   (gcc-32bit编译器，指针大小为4字节)

3、子类继承父类,含虚函数

class Base
{
public:
	Base();                
	virtual ~Base();         //每个实例都有虚函数表
	void set_num(int num)    //普通成员函数，为各实例公有，不归入sizeof统计
	{
		a=num;
	}
private:
    int  a;                  //占4字节
    char *p;                 //4字节指针
};

class Derive:public Base
{
public:
	Derive():Base(){};     
	~Derive(){};
private:
	static int st;         //非实例独占
   	int  d;                     //占4字节
   	char *p;                    //4字节指针

};

gcc-32bit编译器

sizeof(Base)=12;

sizeof(Derive)=20

sizeof(Derive)=sizeof(Base)+sizeof(Derive.d)+sizeof(Derive.p) 的指针即可；

gcc-64bit编译器

sizeof(Base)=24; //补齐规则

sizeof(Derive)=40

sizeof(Derive)=sizeof(Base)+sizeof(Derive.d)+sizeof(Derive.p)

因为普通继承，子类和父类的虚函数存放在同一个虚表中，所以，只需要存一个指向虚表

4.子类虚继承、父类含虚函数

class Base
{
public:
	Base();                
	virtual ~Base();         //每个实例都有虚函数表
	void set_num(int num)    //普通成员函数，为各实例公有，不归入sizeof统计
	{
		a=num;
	}
private:
    int  a;                  //占4字节
    char *p;                 //4字节指针
};

class Derive:virtual public Base
{
public:
	Derive():Base(){};     
	~Derive(){};
private:
	static int st;         //非实例独占
   	int  d;                     //占4字节
   	char *p;                    //4字节指针

};

sizeof(Derive)=sizeof(Base)+虚函数指针（指示父类存放空间的起始偏移量）+sizeof(Derive.d)+sizeof(Derive.p)
虚继承时，父类和子类的虚函数表分开放，所以，分别存储两个指向对应续表的指针，因而不用减去sizeof(A)中续表指针的大小。

类的sizeof总结：

1.类的大小为类的非静态成员数据的类型大小之和，也就是说静态成员数据不作考虑。
2.普通成员函数与sizeof无关。
3.虚函数由于要维护在虚函数表，所以要占据一个指针大小字节。
4.类的总大小也遵守类似struct字节对齐的，调整规则。

参考：http://blog.youkuaiyun.com/hairetz/article/details/4171769

http://blog.sina.com.cn/s/blog_728161840100u2ib.html