sizeof

本文详细解释了 C++ 中 sizeof 运算符的功能及其应用,对比 strlen 函数,解析指针与静态数组的 sizeof 操作,并通过具体实例说明 union 和 struct 的空间计算方法。同时介绍了对齐原则对结构体大小的影响。
sizeof()功能:计算数据空间的字节数
1.与strlen()比较
      strlen()计算字符数组的字符数,以"\0"为结束判断,不计算为'\0'的数组元素。
      而sizeof计算数据(包括数组、变量、类型、结构体等)所占内存空间,用字节数表示。
2.指针与静态数组的sizeof操作
      指针均可看为变量类型的一种。所有指针变量的sizeof 操作结果均为4。
注意:int *p; sizeof(p)=4;
                  但sizeof(*p)相当于sizeof(int);      
      对于静态数组,sizeof可直接计算数组大小;
      例:int a[10];char b[]="hello";
              sizeof(a)等于4*10=40;
              sizeof(b)等于6;
 注意:数组做型参时,数组名称当作指针使用!!
               void  fun(char p[])
               {sizeof(p)等于4}    
经典问题: 
      double* (*a)[3][6]; 
      cout<<sizeof(a)<<endl; // 4 a为指针
      cout<<sizeof(*a)<<endl; // 72 *a为一个有3*6个指针元素的数组
      cout<<sizeof(**a)<<endl; // 24 **a为数组一维的6个指针
      cout<<sizeof(***a)<<endl; // 4 ***a为一维的第一个指针
      cout<<sizeof(****a)<<endl; // 8 ****a为一个double变量
问题解析:a是一个很奇怪的定义,他表示一个指向double*[3][6]类型数组的指针。既然是指针,所以sizeof(a)就是4 
      
既然a是执行double*[3][6]类型的指针,*a就表示一个double*[3][6]的多维数组类型,因此sizeof(*a)=3*6*sizeof(double*)=72。同样的,**a表示一个double*[6]类型的数组,所以sizeof(**a)=6*sizeof  (double*)=24***a就表示其中的一个元素,也就是double*了,所以sizeof(***a)=4。至于****a,就是一个double了,所以sizeof(****a)=sizeof(double)=8 
3.格式的写法
   sizeof操作符,对变量或对象可以不加括号,但若是类型,须加括号。
4
.使用sizeof时string的注意事项
   string s="hello";
   sizeof(s)等于string类的大小,sizeof(s.c_str())得到的是与字符串长度。
5.union 与struct的空间计算
   总体上遵循两个原则:
   (1)整体空间是 
占用空间最大的成员(的类型)所占字节数的整倍数
   (2)数据对齐原则----内存按结构成员的先后顺序排列,当排到该成员变量时,其前面已摆放的空间大小必须是该成员类型大小的整倍数,如果不够则补齐,以此向后类推。。。。。
   注意:数组按照单个变量一个一个的摆放,而不是看成整体。如果成员中有自定义的类、结构体,也要注意数组问题。
例:[引用其他帖子的内容]
因为对齐问题使结构体的sizeof变得比较复杂,看下面的例子:(默认对齐方式下)

struct s1
{
char a;
double b;
int c;
char d; 
};

struct s2
{
char a;
char b;
int c;
double d;
};

cout<<sizeof(s1)<<endl; // 24
cout<<sizeof(s2)<<endl; // 16

  
同样是两个char类型,一个int类型,一个double类型,但是因为对齐问题,导致他们的大小不同。计算结构体大小可以采用元素摆放法,我举例子说明一下:首先,CPU判断结构体的对界,根据上一节的结论,s1s2的对界都取最大的元素类型,也就是double类型的对界8。然后开始摆放每个元素。
  
对于s1,首先把a放到8的对界,假定是0,此时下一个空闲的地址是1,但是下一个元素ddouble类型,要放到8的对界上,离1最接近的地址是8了,所以d被放在了8,此时下一个空闲地址变成了16,下一个元素c的对界是416可以满足,所以c放在了16,此时下一个空闲地址变成了20,下一个元素d需要对界1,也正好落在对界上,所以d放在了20,结构体在地址21处结束。由于s1的大小需要是8的倍数,所以21-23的空间被保留,s1的大小变成了24
  
对于s2,首先把a放到8的对界,假定是0,此时下一个空闲地址是1,下一个元素的对界也是1,所以b摆放在1,下一个空闲地址变成了2;下一个元素c的对界是4,所以取离2最近的地址4摆放c,下一个空闲地址变成了8,下一个元素d的对界是8,所以d摆放在8,所有元素摆放完毕,结构体在15处结束,占用总空间为16,正好是8的倍数。

  
这里有个陷阱,对于结构体中的结构体成员,不要认为它的对齐方式就是他的大小,看下面的例子:
struct s1
{
char a[8];
};

struct s2
{
double d;
};

struct s3
{
s1 s;
char a;
};

struct s4
{
s2 s;
char a; 
};
cout<<sizeof(s1)<<endl; // 8
cout<<sizeof(s2)<<endl; // 8
cout<<sizeof(s3)<<endl; // 9
cout<<sizeof(s4)<<endl; // 16;
  s1
s2大小虽然都是8,但是s1的对齐方式是1s28double),所以在s3s4中才有这样的差异。
  
所以,在自己定义结构体的时候,如果空间紧张的话,最好考虑对齐因素来排列结构体里的元素。
 
补充:不要让double干扰你的位域 
  在结构体和类中,可以使用位域来规定某个成员所能占用的空间,所以使用位域能在一定程度上节省结构体占用的空间。不过考虑下面的代码: 

struct s1 

 int i: 8; 
 int j: 4; 
 double b; 
 int a:3; 
}; 

struct s2 

 int i; 
 int j; 
 double b; 
 int a; 
}; 

struct s3 

 int i; 
 int j; 
 int a; 
 double b; 
}; 

struct s4 

 int i: 8; 
 int j: 4; 
 int a:3; 
 double b; 
}; 

cout<<sizeof(s1)<<endl; // 24 
cout<<sizeof(s2)<<endl; // 24 
cout<<sizeof(s3)<<endl; // 24 
cout<<sizeof(s4)<<endl; // 16 
  可以看到,有double存在会干涉到位域(sizeof的算法参考上一节),所以使用位域的的时候,最好把float类型和double类型放在程序的开始或者最后。
 
相关常数: 
sizeof int:4
sizeof short:2
sizeof long:4
sizeof float:4
sizeof double:8
sizeof char:1
sizeof p:4
sizeof WORD:2
sizeof DWORD:4
<think>好的,用户想了解编程中sizeof的用法和含义。首先,我需要回忆sizeof的基本概念。sizeof是C、C++等语言中的一个运算符,用来获取数据类型或对象在内存中的大小,以字节为单位。接下来要整理它的主要用途,比如确定数组长度、动态内存分配等。 然后,查看用户提供的引用资料。引用[1]提到Java没有原生的sizeof,但用户的问题可能主要集中在C/C++上。引用[2]和[4]展示了sizeof在memset和malloc中的正确使用,比如计算数组的大小,避免内存错误。引用[4]还提到malloc失败的情况,说明sizeof在内存分配中的重要性。 需要分点解释sizeof的用法,比如基本类型、数组、结构体等。同时要提到注意事项,比如指针与数组的区别,结构体对齐的影响。用户可能对sizeof在动态内存分配中的应用感兴趣,比如结合malloc使用,这里需要强调正确计算内存大小的重要性,避免溢出或不足。 还要注意用户可能有的常见误区,例如在函数参数中传递数组时,使用sizeof无法正确获取数组长度,因为数组会退化为指针。这时候需要举例说明正确的做法,比如传递数组长度作为参数。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如不同数据类型的sizeof结果、结构体对齐的影响、sizeof在跨平台开发中的注意事项等。确保回答结构清晰,步骤明确,引用资料恰当,比如在提到memset时引用[2],在动态内存分配时引用[4]。</think>### sizeof运算符详解 sizeof是C/C++语言中的核心运算符,用于获取数据类型或对象在内存中的字节大小。其核心功能包括: 1. 计算基本类型大小:$sizeof(int)$在32位系统返回4字节[^4] 2. 确定数组长度:$int arr[10]; sizeof(arr)/sizeof(arr[0])$得到元素数量[^2] 3. 内存分配计算:$malloc(10 * sizeof(int))$分配40字节空间[^4] ### 使用场景与示例 ```c // 结构体大小计算(考虑内存对齐) struct Data { char c; // 1字节 int i; // 4字节(对齐到4字节边界) double d; // 8字节 }; // sizeof(struct Data) = 16字节 // 动态数组处理 int* create_array(size_t n) { int* arr = malloc(n * sizeof(int)); if(arr == NULL) { // 处理内存分配失败[^4] } return arr; } ``` ### 注意事项 1. 指针与数组区别: ```c int arr[10]; int* p = arr; sizeof(arr); // 40字节(32位系统) sizeof(p); // 4/8字节(指针大小)[^2] ``` 2. 结构体对齐优化:使用`#pragma pack`可调整对齐方式 3. 函数参数中的数组会退化为指针: ```c void func(int arr[]) { sizeof(arr); // 返回指针大小 } ```
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