sizeof

来源:互联网 发布:linux spoof 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 06:34

判断数据类型长度符的关键字

用法

sizeof(类型说明符, 数组名或 表达式); 
  或sizeof (变量名);

定义

sizeof是C/C++中的一个操作符(operator),简单的说其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。

MSDN上的解释为:

The sizeof keyword gives the amount of storage, in bytes, associated with a variable or a type(including aggregate types). This keyword returns a value of type size_t.

其返回值类型为size_t,在头文件 stddef.h中定义。这是一个依赖于 编译系统的值,一般定义为

typedefunsignedintsize_t;

在C99及以上标准中,sizeof(char)、sizeof(int)、sizeof(long)、sizeof(long long)、sizeof(float)、sizeof(double)、sizeof(long double)的值分别是1,4,4,8,4,8,16。 [1]

语法

sizeof有三种语法形式,如下:

sizeof(object);//sizeof(对象); sizeof(type_name);//sizeof(类型); sizeofobject;//sizeof对象;

所以,

inti; sizeof(i);//ok sizeofi;//ok sizeof(int);//ok sizeofint;//error

既然写法3可以用写法1代替,为求形式统一以及减少我们大脑的负担,第3种写法,忘掉它吧!实际上,sizeof计算对象的大小也是转换成对对象类型的计算,也就是说,同种类型的不同对象其sizeof值都是一致的。这里,对象可以进一步延伸至 表达式,即sizeof可以对一个表达式求值, 编译器根据表达式的最终结果类型来确定大小,一般不会对表达式进行计算。如:

sizeof(2);//2的类型为int,所以等价于sizeof(int); sizeof(2+3.14);//3.14的类型为double,2也会被提升成double类型,所以等价于sizeof(double);

sizeof也可以对一个 函数调用求值,其结果是函数返回类型的大小,函数并不会被调用,我们来看一个完整的例子:

charfoo() { printf("foo()hasbeencalled.\n"); return'a'; } intmain() { size_tsz=sizeof(foo()); //foo()的返回值类型为char,所以sz=sizeof(char),foo()并不会被调用 printf("sizeof(foo())=%d\n",sz); }

C99标准规定,函数、不能确定类型的 表达式以及 位域(bit-field)成员不能被计算sizeof值,即下面这些写法都是错误的: [1]

sizeof(foo);//error voidfoo2(){} sizeof(foo2());//error structS { unsignedintf1:1; unsignedintf2:5; unsignedintf3:12; }; sizeof(S.f1);//error

sizeof的常量性

sizeof的计算发生在编译时刻,所以它可以被当作 常量 表达式使用,如:

charary[sizeof(int)*10];//ok

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: [1]

intn; n=10;//n动态赋值 charary[n];//C99也支持数组的动态定义 printf("%d\n",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。

基本数据类型的sizeof

这里的基本数据类型指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型,由于它们都是和系统相关的,所以在不同的系统下取值可能不同,这务必引起我们的注意,尽量不要在这方面给自己程序的移植造成麻烦。

一般的,在32位编译环境中,sizeof(int)的取值为4。

指针变量的sizeof

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),但是,在 64位系统中指针变量的sizeof结果为8。

char*pc="abc"; int*pi; string*ps; char**ppc=&pc; void(*pf)();//函数指针 sizeof(pc);//结果为4 sizeof(pi);//结果为4 sizeof(ps);//结果为4 sizeof(ppc);//结果为4 sizeof(pf);//结果为4

指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系,正是由于所有的指针变量所占内存大小相等,所以MFC消息处理函数使用两个参数WPARAM、LPARAM就能传递各种复杂的消息结构(使用指向 结构体的指针)。

数组的sizeof

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数,如:

char a1[] = "abc"; int a2[3]; sizeof( a1 ); // 结果为4,字符末尾还存在一个NULL终止符 sizeof( a2 ); // 结果为3*4=12(依赖于int)

一些朋友刚开始时把sizeof当作了求 数组元素的个数,如今你应该知道这是不对的,那么应该怎么求数组元素的个数呢Easy,通常有下面两种写法:

intc1=sizeof(a1)/sizeof(char);//总长度/单个元素的长度char型 intc2=sizeof(a2)/sizeof(a2[0]);//总长度/第一个元素的长度int型

写到这里,提一问,下面的c3,c4值应该是多少呢

voidfoo3(chara3[3]) { intc3=sizeof(a3);//c3== } voidfoo4(chara4[]) { intc4=sizeof(a4);//c4== }

也许当你试图回答c4的值时已经意识到c3答错了,是的,c3!=3。这里函数参数a3已不再是 数组类型,而是蜕变成 指针,相当于char* a3,为什么仔细想想就不难明白,我们调用函数foo3时,程序会在栈上分配一个大小为3的数组吗不会!数组是“传址”的,调用者只需将 实参的地址传递过去,所以a3自然为指针类型(char*),c3的值也就为4。

结构体的sizeof

这是初学者问得最多的一个问题,所以这里有必要多费点笔墨。让我们先看一个 结构体:

structS1{charc;inti;};

问sizeof(s1)等于多少聪明的你开始思考了,char占1个字节,int占4个字节,那么加起来就应该是5。是这样吗?你在你机器上试过了吗?也许你是对的,但很可能你是错的!VC6中按默认设置得到的结果为8。

我们来好好琢磨一下sizeof的定义——sizeof的结果等于对象或者类型所占的内存字节数, 好吧,那就让我们来看看S1的 内存分配情况:

S1s1={'a',0xFFFFFFFF};

定义上面的变量后,加上 断点,运行程序,观察s1所在的内存,你发现了什么

以我的VC6.0为例,s1的地址为0x0012FF78,其数据内容如下:

0012FF78: 61 CC CC CC FF FF FF FF

发现了什么怎么中间夹杂了3个字节的CC看看MSDN上的说明:

When applied to a structure type or variable, sizeof returns the actual size, which may include padding bytes inserted for alignment.

原来如此,这就是传说中的 字节对齐啊!一个重要的话题出现了。

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,以此类推。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。

让我们交换一下S1中char与int的位置:

structS2{inti;charc;};

看看sizeof(S2)的结果为多少,怎么还是8再看看内存,原来成员c后面仍然有3个填充字节,这又是为什么啊别着急,下面总结规律。

字节对齐的细节和 编译器实现相关,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 padding);

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之后加上填充字节(trailing padding)。

对于上面的准则,有几点需要说明:

1) 前面不是说结构体成员的地址是其大小的整数倍,怎么又说到 偏移量了呢因为有了第1点存在,所以我们就可以只考虑成员的偏移量,这样思考起来简单。想想为什么。

结构体某个成员相对于结构体首地址的偏移量可以通过宏offsetof()来获得,这个宏也在 stddef.h中定义,如下:

#defineoffsetof(s,m)(size_t)&(((s*)0)->m)

例如,想要获得S2中c的偏移量,方法为

size_tpos=offsetof(S2,c);//pos等于4

2) 基本类型是指前面提到的像char、short、int、float、double这样的内置数据类型,这里所说的“数据宽度”就是指其sizeof的大小。由于 结构体的成员可以是复合类型,比如另外一个结构体,所以在寻找最宽基本类型成员时,应当包括复合类型成员的子成员,而不是把复合成员看成是一个整体。但在确定复合类型成员的偏移位置时则是将复合类型作为整体看待。

这里叙述起来有点拗口,思考起来也有点挠头,还是让我们看看例子吧(具体数值仍以VC6为例,以后不再说明):

structS3{charc1;S1s;charc2;};

S1的最宽简单成员的类型为int,S3在考虑最宽简单类型成员时是将S1“打散”看的,所以S3的最宽简单类型为int,这样,通过S3定义的变量,其存储空间首地址需要被4整除,整个sizeof(S3)的值也应该被4整除。

c1的 偏移量为0,s的偏移量呢这时s是一个整体,它作为结构体变量也满足前面三个准则,所以其大小为8,偏移量为4,c1与s之间便需要3个填充字节,而c2与s之间就不需要了,所以c2的偏移量为12,算上c2的大小为13,13是不能被4整除的,这样末尾还得补上3个填充字节。最后得到sizeof(S3)的值为16。

通过上面的叙述,我们可以得到一个公式:

结构体的大小等于最后一个成员的 偏移量加上其大小再加上末尾的填充字节数目,即:

sizeof(struct)=offsetof(lastitem)+sizeof(lastitem)+sizeof(trailingpadding)

到这里,朋友们应该对结构体的sizeof有了一个全新的认识,但不要高兴得太早,有一个影响sizeof的重要参量还未被提及,那便是 编译器的pack指令。它是用来调整结构体对齐方式的,不同编译器名称和用法略有不同,VC6中通过 #pragmapack实现,也可以直接修改/Zp编译开关。#pragmapack的基本用法为:

#pragmapack(n)

,n为 字节对齐数,其取值为1、2、4、8、16,默认是8,如果这个值比 结构体成员的sizeof值小,那么

该成员的 偏移量应该以此值为准,即是说,结构体成员的偏移量应该取二者的最小值,

公式如下:

offsetof(item)=min(n,sizeof(item))

再看示例:

#pragmapack(push)//将当前pack设置压栈保存 #pragmapack(2)//必须在结构体定义之前使用 structS1{charc;inti;}; structS3{charc1;S1s;charc2;}; #pragmapack(pop)//恢复先前的pack设置

计算sizeof(S1)时,min(2, sizeof(i))的值为2,所以i的 偏移量为2,加上sizeof(i)等于6,能够被2整除,所以整个S1的大小为6。

同样,对于sizeof(S3),s的偏移量为2,c2的偏移量为8,加上sizeof(c2)等于9,不能被2整除,添加一个填充字节,所以sizeof(S3)等于10。

如今,朋友们可以轻松的出一口气了,:)

还有一点要注意,“空 结构体”(不含 数据成员)的大小不为0,而是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。如下:

struct S5 { }; sizeof( S5 ); // 结果为1含位域结构体的sizeof

前面已经说过, 位域成员不能单独被取sizeof值,我们这里要讨论的是含有位域的 结构体的sizeof,只是考虑到其特殊性而将其专门列了出来。

C99规定int、unsigned int和bool可以作为位域类型,但编译器几乎都对此作了扩展,允许其它类型类型的存在。使用位域的主要目的是压缩存储,其大致规则为:

1) 如果相邻位域字段的类型相同,且其位宽之和小于类型的sizeof大小,则后面的字段将紧邻前一个字段存储,直到不能容纳为止;

2) 如果相邻位域字段的类型相同,但其位宽之和大于类型的sizeof大小,则后面的字段将从新的 存储单元开始,其 偏移量为其类型大小的整数倍;

3) 如果相邻的 位域字段的类型不同,则各 编译器的具体实现有差异,VC6采取不压缩方式,Dev-C++采取压缩方式;

4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段,则不进行压缩;

5) 整个 结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

还是让我们来看看例子。

示例1:

structBF1{charf1:3;charf2:4;charf3:5;};

其内存布局为:

|_f1__|__f2__|_|____f3___|____| |_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|

0 3 7 8 1316

位域类型为char,第1个字节仅能容纳下f1和f2,所以f2被压缩到第1个字节中,而f3只

能从下一个字节开始。因此sizeof(BF1)的结果为2。

示例2:

structBF2{charf1:3;shortf2:4;charf3:5;};

由于相邻位域类型不同,在VC6中其sizeof为3,在Dev-C++中为2。

示例3:

structBF3{charf1:3;charf2;charf3:5;};

非 位域字段穿插在其中,不会产生压缩,在VC6和Dev-C++中得到的大小均为3。

9. 联合体的sizeof

结构体在内存组织上是顺序式的,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。结构体的成员也可以是复合类型,这里,复合类型成员是被作为整体考虑的。

所以,下面例子中,U的sizeof值等于sizeof(s)。

unionU { inti; charc; S1s; };

与strlen区别

strlen(char*)函数求的是字符串的实际长度,直到遇到第一个'\0',然后就返回计数值,且不包括'\0'。

char aa[10];cout<<strlen(aa)<<endl; //结果是不定的,因为未初始化,'\0'在内存中的位置不确定

char aa[10]={'\0'}; cout<<strlen(aa)<<endl; //结果为0

char aa[10]="jun"; cout<<strlen(aa)<<endl; //结果为3

而sizeof()函数返回的是变量声明后所占的内存数,不是实际长度。

sizeof(aa) 返回10 int a[10]; sizeof(a) 返回40

1.sizeof操作符的结果类型是size_t,它在头文件中typedef为unsigned int类型。

该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。

2.sizeof是算符,strlen是函数。

3.sizeof可以用类型做参数,strlen只能用char*做参数,且必须是以''\0''结尾的。

sizeof还可以用函数做参数,比如:

shortf(); printf("%d\n",sizeof(f()));

输出的结果是sizeof(short),即2。

4. 数组做sizeof的参数不退化,传递给strlen就退化为 指针了。

5.大部分 编译程序在编译的时候就把sizeof计算过了是类型或是变量的长度这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因

charstr[20]="0123456789"; inta=strlen(str);//a=10; intb=sizeof(str);//而b=20;

6.strlen的结果要在运行的时候才能计算出来,是用来计算字符串的长度,不是类型占内存的大小。

7.sizeof后如果是类型必须加括弧,如果是变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数。

8.当适用于一个结构类型时或变量, sizeof 返回实际的大小,当适用于静态的空间 数组, sizeof 归还全部数组的尺寸。

sizeof 操作符不能返回被动态分派的数组或外部数组的尺寸

9.数组作为参数传给函数时传的是 指针而不是数组,传递的是数组的首地址,

如:

fun(char[8])fun(char[])

都等价于 fun(char *)

特别注意:

1.sizeof是运算符,strlen是函数,具体如下:

sizeof

strlen

头文件:stddef.h格式:1) sizeof( object ); // sizeof( 对象 );

2) sizeof( type_name ); // sizeof( 类型 );

3) sizeof object; // sizeof 对象

功能:一个对象或者类型所占的内存字节数;

说明:sizeof操作符的结果类型是size_t,typedef unsigned int size_t;

原型:extern unsigned int strlen(char *s);头文件:string.h

格式:strlen (字符数组名)

功能:计算字符串s的(unsigned int型)长度,不包括'\0'在内

说明:返回s的长度,不包括结束符NULL。

2.strlen只能用char*做参数,且必须是以''\0''结尾的,而sizeof可用类型做参数,还可用函数做参数,如:

intsum(); printf("%d\n",sizeof(sum()));//输出的结果是sizeof(int),即4。

3.数组做sizeof的参数不退化,传递给strlen就退化为指针了。

4.大部分编译程序,sizeof在编译时确定,因此sizeof(x)可以用来定义数组维数;而strlen要在运行时才能计算出来,用来计算字符串的长度,而不是类型占内存的大小;

charstr[20]="0123456789";  intlen1=strlen(str);//len1=10;  intlen2=sizeof(str);//len2=20;

5.sizeof后,若为类型必须加括弧,若为变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数。 
  6.当适用于一个结构类型时或变量, sizeof 返回实际的大小;当适用一静态地空间数组,sizeof 归还全部数组的尺寸。 
  sizeof 操作符不能返回动态地被分派了的数组或外部的数组的尺寸; 
  7.数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组,传递的是数组的首地址, 
  如:

fun(char[8])  fun(char[])

都等价于 fun( char * ) 
  在C++里参数传递数组永远都是传递指向数组首元素的指针,编译器不知道数组的大小,如果想在函数内知道数组的大小, 需要这样做: 
  进入函数后用memcpy拷贝出来,长度由另一个形参传进去

fun(unsigedchar*p1,intlen)  { unsignedchar*buf=newunsignedchar[len+1]; memcpy(buf,p1,len); }

常在用到 sizeof 和 strlen 的时候,通常是计算字符串数组的长度,如果是对指针,结果则会不一样的: 
  char* str = "abacd"; 
  sizeof(str) //结果 4 --->str是指向字符串常量的字符指针,sizeof 获得的是一个指针所占的空间,应该是长整型的,所以是4; 
  sizeof(*str) //结果 1 --->*str是第一个字符,其实就是字符串的第一位'a' 所占的内存空间,是char类型的,占了 1 位; 
  strlen(str)= 5 //--->若要获得这个字符串的长度,则一定要使用 strlen

看了上面的详细解释,发现两者的使用还是有区别的,从这个例子可以看得很清楚:

charstr[20]="0123456789";

int a=strlen(str); //a=10; >>>> strlen 计算字符串的长度,以结束符 0x00 为字符串结束。

int b=sizeof(str); //而b=20; >>>> sizeof 计算的则是分配的 数组str[20] 所占的内存空间的大小,不受里面存储的内容改变。

上面是对 静态数组处理的结果,如果是对 指针,结果就不一样了

char* ss = "0123456789";

sizeof(ss) 结果 4 ===》ss是指向 字符串常量的字符指针,sizeof 获得的是一个指针的之所占的空间,应该是

长整型的,所以是4

sizeof(*ss) 结果 1 ===》*ss是第一个 字符其实就是获得了字符串的第一位'0' 所占的内存空间,是char类

型的,占了 1 个字节

strlen(ss)= 10 >>>> 如果要获得这个字符串的长度,则一定要使用 strlen

sizeof返回对象所占用的字节大小. //正确

strlen返回 字符个数. //正确

在使用sizeof时,有一个很特别的情况,就是 数组名到 指针蜕变,

charArray[3]={'0'}; sizeof(Array)==3; char*p=Array; strlen(p)==1;//sizeof(p)结果为4

在传递一个数组名到一个函数中时,它会完全退化为一个指针

大部分编译程序 在编译的时候就把sizeof计算过了 是类型或是变量的长度

这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因

charstr[20]="0123456789"; inta=strlen(str);//a=10; intb=sizeof(str);//而b=20; charss[]="0123456789"; sizeof(ss)结果11===》ss是数组,计算到\0位置,因此是10+1 sizeof(*ss)结果1===》*ss是第一个字符 charss[100]="0123456789"; sizeof(ss)结果是100===》ss表示在内存中的大小100×1 strlen(ss)结果是10===》strlen是个函数内部实现是用一个循环计算到\0为止之前 intss[100]="0123456789"; sizeof(ss)结果400===》ss表示在内存中的大小100×4 strlen(ss)错误===》strlen的参数只能是char*且必须是以'\0'结尾的 charq[]="abc"; charp[]="a\n"; sizeof(q),sizeof(p),strlen(q),strlen(p);

结果是 4 3 3 2

第三个例子

charszPath[MAX_PATH]

如果在函数内这样定义,那么sizeof(szPath)将会是MAX_PATH,但是将szPath作为虚参声明时

(voidfun(charszPath[MAX_PATH]))

sizeof(szPath) 却会是4( 指针大小)

还有一位网友的说明也很好:

其实理解 sizeof 只需要抓住一个要点:栈

程序存储分布有三个区域:栈、静态和动态。能够从代码直接操作的对象,包括任何类型的变量、指针,都是在栈上的;动态和静态存储区是靠栈上的所有指针间接操作的。 sizeof 操作符,计算的是对象在栈上的投影体积;记住这个就很多东西都很清楚了。

charconst*static_string="Hello"; //sizeof(static_string)是sizeof一个指针,所以在32bitsystem是4 charstack_string[]="Hello"; //sizeof(stack_string)是sizeof一个数组,所以是6*sizeof(char) char*string=newchar[6]; strncpy(string,"Hello",6"); //sizeof(string)是sizeof一个指针,所以还是4。 //和第一个不同的是,这个指针指向了动态存储区而不是静态存储区。

不管 指针指向的内容在什么地方,sizeof 得到的都是指针的栈大小

C++ 中对引用的处理比较特殊;sizeof 一个引用得到的结果是 sizeof 一个被引用的对象的大小;所以

structtest { inta,b,c,d,e,f,g,h; }; intmain() { test&r=*newtest; cout<<sizeof(test)<<endl;//32 cout<<sizeofr<<endl;//也是32 system("PAUSE"); }

r 引用的是整个的 test 对象而不是指向 test 的 指针,所以 sizeof r 的结果和 sizeof test 完全相同。

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