C++ sizeof的使用总结

说明：以下代码在VS2008中通过，在32位操作系统下。

1.      定义

sizeof是一个操作符（operator）。

其作用是返回一个对象或类型所占的内存字节数。

其返回值类型为size_t。（size_t在头文件stddef.h中定义，它依赖于编译系统的值，一般定义为 typedef unsigned int size_t;）

2.      语法

sizeof有三种语法形式：

1）  sizeof (object);  //sizeof (对象)

2）  sizeof object;   //sizeof 对象

3）  sizeof (type_name);  //sizeof (类型)

对象可以是各种类型的变量，以及表达式（一般sizeof不会对表达式进行计算）。

sizeof对对象求内存大小，最终都是转换为对对象的数据类型进行求值。

sizeof (表达式); //值为表达式的最终结果的数据类型的大小

 

例子：（32位机器下）

int i; sizeof(int); //值为4 sizeof(i); //值为4，等价于sizeof(int) sizeof i; //值为4 sizeof(2); //值为4，等价于sizeof(int)，因为2的类型为int sizeof(2 + 3.14); //值为8，等价于sizeof(double)，因为此表达式的结果的类型为double

 

char ary[sizeof(int) * 10]; //OK，编译无误  

最新的C99标准规定sizeof也可以在运行时刻进行计算。

如下面的程序在Dev-C++中可以正确执行：

int n; n = 10; // n动态赋值 char ary[n]; // C99也支持数组的动态定义 cout<<sizeof(ary); // ok. 输出10

但在没有完全实现C99标准的编译器中就行不通了，上面的代码在VC6中就通不过编译。所以我们最好还是认为sizeof是在编译期执行的，这样不会带来错误，让程序的可移植性强些。

1.      基本数据类型的sizeof

这里的基本数据类型是指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型。

由于它们的内存大小是和系统相关的，所以在不同的系统下取值可能不同。

2.      结构体的sizeof

结构体的sizeof涉及到字节对齐问题。

为什么需要字节对齐？计算机组成原理教导我们这样有助于加快计算机的取数速度，否则就得多花指令周期了。为此，编译器默认会对结构体进行处理（实际上其它地方的数据变量也是如此），让宽度为2的基本数据类型（short等）都位于能被2整除的地址上，让宽度为4的基本数据类型（int等）都位于能被4整除的地址上，依次类推。这样，两个数中间就可能需要加入填充字节，所以整个结构体的sizeof值就增长了。

字节对齐的细节和编译器的实现相关，但一般而言，满足三个准则：

1）  结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除。

2）  结构体的每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）。

3）  结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员后加上填充字节（trailing padding）。

    注意：空结构体（不含数据成员）的sizeof值为1。试想一个“不占空间“的变量如何被取地址、两个不同的“空结构体”变量又如何得以区分呢，于是，“空结构体”变量也得被存储，这样编译器也就只能为其分配一个字节的空间用于占位了。

例子：

struct S1 { char a; int b; }; sizeof(S1); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。 struct S2 { int b; char a; }; sizeof(S2); //值为8，字节对齐，在char之后会填充3个字节。 struct S3 { }; sizeof(S3); //值为1，空结构体也占内存。

3.      联合体的sizeof

结构体在内存组织上市顺序式的，联合体则是重叠式，各成员共享一段内存；所以整个联合体的sizeof也就是每个成员sizeof的最大值。

例子：

union u { int a; float b; double c; char d; }; sizeof(u); //值为8

4.      数组的sizeof

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数。

注意：1）当字符数组表示字符串时，其sizeof值将’/0’计算进去。

            2）当数组为形参时，其sizeof值相当于指针的sizeof值。 

例子1：

char a[10]; char n[] = "abc"; cout<<"char a[10] "<<sizeof(a)<<endl;//数组，值为10 cout<<"char n[] = /"abc/" "<<sizeof(n)<<endl;//字符串数组，将'/0'计算进去，值为4

例子2：

void func(char a[3]) { int c = sizeof(a); //c = 4，因为这里a不在是数组类型，而是指针，相当于char *a。 } void funcN(char b[]) { int cN = sizeof(b); //cN = 4，理由同上。 }

5.      指针的sizeof

指针是用来记录另一个对象的地址，所以指针的内存大小当然就等于计算机内部地址总线的宽度。

在32位计算机中，一个指针变量的返回值必定是4。

指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系。

      例子：

   char *b = "helloworld"; char *c[10]; double *d; int **e; void (*pf)(); cout<<"char *b = /"helloworld/" "<<sizeof(b)<<endl;//指针指向字符串，值为4 cout<<"char *b "<<sizeof(*b)<<endl; //指针指向字符，值为1 cout<<"double *d "<<sizeof(d)<<endl;//指针，值为4 cout<<"double *d "<<sizeof(*d)<<endl;//指针指向浮点数，值为8 cout<<"int **e "<<sizeof(e)<<endl;//指针指向指针，值为4 cout<<"char *c[10] "<<sizeof(c)<<endl;//指针数组，值为40 cout<<"void (*pf)(); "<<sizeof(pf)<<endl;//函数指针，值为4

6.      函数的sizeof

sizeof也可对一个函数调用求值，其结果是函数返回值类型的大小，函数并不会被调用。

对函数求值的形式：sizeof(函数名(实参表))

注意：1）不可以对返回值类型为空的函数求值。 

            2）不可以对函数名求值。

           3）对有参数的函数，在用sizeof时，须写上实参表。

      例子：

#include <iostream> using namespace std; float FuncP(int a, float b) { return a + b; } int FuncNP() { return 3; } void Func() { } int main() { cout<<sizeof(FuncP(3, 0.4))<<endl; //OK，值为4，sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float) cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; //OK，值为4，sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int) /*cout<<sizeof(Func())<<endl; //error，sizeof不能对返回值为空类型的函数求值*/ /*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error，sizeof不能对函数名求值*/ }