sizeof()详解

sizeof的结果(以下结果都是在Linux v2.6 gcc v4获取)

　　sizeof操作符的结果类型是size_t

    它在头文件中定义为: typedef unsigned int size_t;

       该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小.

　　1、ANSI　C正式规定字符类型为1字节。　   
    sizeof(char)          = 1;

    sizeof(unsigned char) = 1;

    sizeof(signed char)   = 1;
　　
　　2、其他类型在ANSI　C中没有具体规定，大小依赖于实现。

　   
    sizeof(int)            = 4;

    sizeof(unsigned int)   = 4;

    sizeof(short int)      = 2;

    sizeof(unsigned short) = 2;

    sizeof(long int)       = 4;

    sizeof(unsigned long)  = 4;

    sizeof(float)          = 4;

    sizeof(double)         = 8;

    sizeof(long double)    = 12;

　　3、当操作数是指针时，sizeof依赖于编译器。

   

    Microsoft　C/C++7.0中，near类指针字节数为2，far、huge类指针字节数为4。

    一般Unix/Linux的指针字节数为4。　   

    例如: char *p;      //Linux中

          sizeof(p) = 4;

　　4、当操作数具有数组类型时，其结果是数组的总字节数。

 

    例如: char a[5];

          int  b[5];

          sizeof(a) = 5;

          sizeof(b) = 20;

   

    5、当操作数是具体的字符串或者数值时，会根据具体的类型进行相应转化。

 

    例如: sizeof(8)    = 4;  //自动转化为int类型

          sizeof(8.8)  = 8;  //自动转化为double类型，注意，不是float类型

          sizeof("ab") = 3   //自动转化为数组类型，

                             //长度是4，不是3，因为加上了最后的'\n'符

                             //有资料说，会自动转化为指针类型(Linux为4)

                             //可能和操作系统与编译器有关系

         
　　6、当操作数是联合类型时，sizeof是其最大字节成员的字节数。

       当操作数是结构类型时，sizeof是其成员类型的总字节数，包括补充字节在内。

结构体

sizeof()对结构体指针求值时，注意需对齐；

struct a{             //对struct来说

          char　b;　

          double　x;

    }a;   
　　在Linux上: sizeof(a) = 12;

    而一般sizeof(char) + sizeof(double) = 9; 
　　这是因为编译器在考虑对齐问题时，在结构中插入空位以控制各成员对象的地址对齐。

    但如果全对齐的话，sizeof(a) = 16, 这是因为b被放到偏移量为0的地址，占1个字节；

    在存放x时，double类型长度为8，需要放到能被8整除的偏移量上，这时候需要补7个空字节，

    达到8个，这时候偏移量为8，放上x后长度为16。

    在此例中，所有的结构成员都要放在被4整除的地址(Linux的存放方式)，这里补3个字节，所以为12。

 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，但是因为对界问题，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，s1和s2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d是double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4，16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;  // 8cout << sizeof(s2) << endl;  // 8cout << sizeof(s3) << endl;  // 9cout << sizeof(s4) << endl;  // 16

　　s1和s2大小虽然都是8，但是s1的对齐方式是1，s2是8（double），所以在s3和s4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。

由于存储变量时地址对齐的要求，编译器在编译程序时会遵循两条原则：一、结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍） 二、结构体大小必须是所有成员大小的整数倍。
32位和64位下结构体内存对齐问题：

struct A{    int   a;    char  b;    double c;    char  d;};struct B{    char  a;    double b;    char  c;};

64位时按照8字节对齐
structA: 4+(1+3)+8+(1+7) = 24
structB: (1+7)+8+(1+7) = 24
计算结果与输出是一样的。
这两个结构体在内存中存储应该是下面这样的：
struct A： 整体按照8字节（double长度）对齐

struct B :

32位时按照4字节对齐
结果和64位下完全不一样，很显然它没有按照最长成员double的8字节对齐。稍微想一下就明白了，因为32位只有4个字节，最长对齐模数只能按4个字节来对齐，double 是分成了2个4字节。上面两个结构体在内存中应该是这种形式。
struct A：整体按照4字节对齐

4+(1+3)+8+(1+3) = 20
struct B :

(1+3)+8+(1+3) = 16

内存空间实际上是连续的，上面分块的画法只是为了方便理解。

联合体

union  u{             //对union来说

          char c;

          double d;

    }u;

    sizeof(u) = max(sizeof(c),sizeof(d)) = sizeof(1,8) = 8;

关于内存对齐的介绍
http://blog.csdn.net/csw_100/article/details/5495309