[轉載]C++中sizeof的使用總結

說明:以下代碼在VS2008中通過,在32位操作系統下。

1.      定義

sizeof是一個操作符(operator)。

其作用是返回一個對象或類型所佔的內存字節數。

其返回值類型爲size_t。(size_t在頭文件stddef.h中定義,它依賴於編譯系統的值,一般定義爲 typedef unsigned int size_t;)

2.      語法

sizeof有三種語法形式:

1)  sizeof (object);  //sizeof (對象)

2)  sizeof object;   //sizeof 對象

3)  sizeof (type_name);  //sizeof (類型)

對象可以是各種類型的變量,以及表達式(一般sizeof不會對表達式進行計算)。

sizeof對對象求內存大小,最終都是轉換爲對對象的數據類型進行求值。

sizeof (表達式); //值爲表達式的最終結果的數據類型的大小

 

例子:(32位機器下)

  1. int i;  
  2. sizeof(int); //值爲4  
  3. sizeof(i); //值爲4,等價於sizeof(int)  
  4. sizeof i; //值爲4  
  5. sizeof(2); //值爲4,等價於sizeof(int),因爲2的類型爲int  
  6. sizeof(2 + 3.14); //值爲8,等價於sizeof(double),因爲此表達式的結果的類型爲double  

 

  1. char ary[sizeof(int) * 10]; //OK,編譯無誤  
  

最新的C99標準規定sizeof也可以在運行時刻進行計算。

如下面的程序在Dev-C++中可以正確執行:

  1. int n;  
  2.   
  3. n = 10; // n動態賦值  
  4.   
  5. char ary[n]; // C99也支持數組的動態定義  
  6.   
  7. cout<<sizeof(ary); // ok. 輸出10  

但在沒有完全實現C99標準的編譯器中就行不通了,上面的代碼在VC6中就通不過編譯。所以我們最好還是認爲sizeof是在編譯期執行的,這樣不會帶來錯誤,讓程序的可移植性強些。

1.      基本數據類型的sizeof

這裏的基本數據類型是指short、int、long、float、double這樣的簡單內置數據類型。

由於它們的內存大小是和系統相關的,所以在不同的系統下取值可能不同。

2.      結構體的sizeof

結構體的sizeof涉及到字節對齊問題。

爲什麼需要字節對齊?計算機組成原理教導我們這樣有助於加快計算機的取數速度,否則就得多花指令週期了。爲此,編譯器默認會對結構體進行處理(實際上其它地方的數據變量也是如此),讓寬度爲2的基本數據類型(short等)都位於能被2整除的地址上,讓寬度爲4的基本數據類型(int等)都位於能被4整除的地址上,依次類推。這樣,兩個數中間就可能需要加入填充字節,所以整個結構體的sizeof值就增長了。

字節對齊的細節和編譯器的實現相關,但一般而言,滿足三個準則:

1)  結構體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除。

2)  結構體的每個成員相對於結構體首地址的偏移量(offset)都是成員大小的整數倍,如有需要,編譯器會在成員之間加上填充字節(internal adding)。

3)  結構體的總大小爲結構體最寬基本類型成員大小的整數倍,如有需要,編譯器會在最末一個成員後加上填充字節(trailing padding)。

    注意:空結構體(不含數據成員)的sizeof值爲1。試想一個“不佔空間“的變量如何被取地址、兩個不同的“空結構體”變量又如何得以區分呢,於是,“空結構體”變量也得被存儲,這樣編譯器也就只能爲其分配一個字節的空間用於佔位了。

例子:

  1. struct S1  
  2. {  
  3.     char a;  
  4.     int b;  
  5. };  
  6. sizeof(S1); //值爲8,字節對齊,在char之後會填充3個字節。  
  7.   
  8. struct S2  
  9. {  
  10.     int b;  
  11.     char a;  
  12. };  
  13. sizeof(S2); //值爲8,字節對齊,在char之後會填充3個字節。  
  14.   
  15. struct S3  
  16. {  
  17. };  
  18. sizeof(S3); //值爲1,空結構體也佔內存。  

3.      聯合體的sizeof

結構體在內存組織上市順序式的,聯合體則是重疊式,各成員共享一段內存;所以整個聯合體的sizeof也就是每個成員sizeof的最大值。

例子:

  1. union u  
  2. {  
  3.     int a;  
  4.     float b;  
  5.     double c;  
  6.     char d;  
  7. };  
  8.   
  9. sizeof(u); //值爲8  

4.      數組的sizeof

數組的sizeof值等於數組所佔用的內存字節數。

注意:1)當字符數組表示字符串時,其sizeof值將’/0’計算進去。

            2)當數組爲形參時,其sizeof值相當於指針的sizeof值。 

例子1:

[c-sharp] view plaincopy
  1. char a[10];  
  2. char n[] = "abc";   
  3.   
  4. cout<<"char a[10]                 "<<sizeof(a)<<endl;//數組,值爲10  
  5.   
  6. cout<<"char n[] = /"abc/"           "<<sizeof(n)<<endl;//字符串數組,將'/0'計算進去,值爲4  
  7.   
  8.    

例子2:

[c-sharp] view plaincopy
  1. void func(char a[3])  
  2. {  
  3.     int c = sizeof(a); //c = 4,因爲這裏a不在是數組類型,而是指針,相當於char *a。  
  4. }  
  5.   
  6. void funcN(char b[])  
  7. {  
  8.     int cN = sizeof(b); //cN = 4,理由同上。  
  9. }  

5.      指針的sizeof

指針是用來記錄另一個對象的地址,所以指針的內存大小當然就等於計算機內部地址總線的寬度。

在32位計算機中,一個指針變量的返回值必定是4。

指針變量的sizeof值與指針所指的對象沒有任何關係。

      例子:

  

  1. char *b = "helloworld";  
  2. char *c[10];  
  3. double *d;  
  4. int **e;  
  5. void (*pf)();    
  6.   
  7. cout<<"char *b = /"helloworld/"     "<<sizeof(b)<<endl;//指針指向字符串,值爲4  
  8. cout<<"char *b                    "<<sizeof(*b)<<endl; //指針指向字符,值爲1  
  9. cout<<"double *d                  "<<sizeof(d)<<endl;//指針,值爲4  
  10. cout<<"double *d                  "<<sizeof(*d)<<endl;//指針指向浮點數,值爲8  
  11. cout<<"int **e                  "<<sizeof(e)<<endl;//指針指向指針,值爲4  
  12. cout<<"char *c[10]                "<<sizeof(c)<<endl;//指針數組,值爲40  
  13. cout<<"void (*pf)();              "<<sizeof(pf)<<endl;//函數指針,值爲4  

6.      函數的sizeof

sizeof也可對一個函數調用求值,其結果是函數返回值類型的大小,函數並不會被調用。

對函數求值的形式:sizeof(函數名(實參表))

注意:1)不可以對返回值類型爲空的函數求值。 

            2)不可以對函數名求值。

           3)對有參數的函數,在用sizeof時,須寫上實參表。

      例子:

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4. float FuncP(int a, float b)  
  5. {  
  6.     return a + b;  
  7. }  
  8.   
  9. int FuncNP()  
  10. {  
  11.     return 3;  
  12. }  
  13.   
  14. void Func()  
  15. {  
  16. }  
  17.   
  18. int main()  
  19. {  
  20. cout<<sizeof(FuncP(3, 0.4))<<endl; //OK,值爲4,sizeof(FuncP(3,0.4))相當於sizeof(float)  
  21. cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; //OK,值爲4,sizeof(FuncNP())相當於sizeof(int)  
  22. /*cout<<sizeof(Func())<<endl; //error,sizeof不能對返回值爲空類型的函數求值*/  
  23. /*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error,sizeof不能對函數名求值*/  
  24. }  

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