C++中sizeof用法总结

1. sizeof 简介

sizeof是一个关键字，不是一个函数，其作用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：typedef unsigned int size_t;

世上编译器林林总总，但作为一个规范，它们都会保证char、signed char和unsigned char的sizeof值为1，毕竟char是我们编程能用的最小数据类型。

2. sizeof用法

（1）基本类型

char：1short：2 int：4long：8 double：8float：4

（不同机器不一样）

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 );

（2）函数调用

sizeof也可以对一个函数调用求值（不是函数！！！），其结果是函数返回类型的大小，函数并不会被调用。

（3）指针

看机器，32位为4，64位为8。

（4）数组

数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数

char a1[] = "abc";   

 sizeof( a1 );// 结果为4，字符末尾还存在一个NULL终止符

 int a2[3];       

sizeof( a2 ); // 结果为3*4=12（依赖于int）

注意：函数参数a3已不再是数组类型，而是蜕变成指针！

（4）union

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。

union U    {        int i;        char c;   };//sizeof (U) == 4

（5）struct

不用说，最烦人的部分就是struct了，因为涉及字节对齐。

为什么需要字节对齐？

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。

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）。

需要说明的是，1）和2）描述的就是前面所说，结构体成员的地址（由首地址和偏移地址决定）为其大小的整数倍。

常见例子：

1）struct S1    {  char c;        int i;   };

对于准则1），编译器会将这个结构体的首地址位于int，也就是4的整数倍上，然后对于第一个成员char，占用1个字节，对于第二个成员int，根据准则2），偏移量应该为4，所以在char和int成员之间填充3个字节（0xCC）。所以总共占用8个字节，准则3）也实现了

2）struct S2   {  int i;     char c;  };

同理，准则1）由编译器分配内存地址实现，然后准则2）此处无用，自动实现了。因为准则3），所以在char后面填充3个字节(0xCC)。

3）struct S3    {   char c1;      S1 s;       char c2;    };

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，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（int的整数倍），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。

3. sizeof和strlen区别

（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是运算符，strlen是函数。

（3）strlen(char*)函数求的是字符串的实际长度，它求得方法是从开始到遇到第一个'\0'；如果你只定义没有给它赋初值，这个结果是不定的，它会从aa首地址一直找下去，直到遇到'\0'停止。（不包含'\0'）；sizeof()函数返回的是变量声明后所占的内存数，不是实际长度。

（4）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。

（5）数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了。

（6）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。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 操作符不能返回被动态分派的数组或外部数组的尺寸

（8）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

关键点：

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（堆）。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。

需要说明的是：

sizeof的计算发生在编译时刻，所以可以当作常量表达式来使用（C99标准规定sizeof也可以在运行时刻进行计算）

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

编译器的pack指令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