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C++ sizeof的使用总结

2012-08-24 13:49 工业·编程 ⁄ 共 3620字 ⁄ 字号 评论 1 条

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)
[cpp] view plaincopy
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 

 
[cpp] view plaincopy
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:
[cpp] view plaincopy
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:
[cpp] view plaincopy
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:
[cpp] view plaincopy
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:
[c-sharp] view plaincopy
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:
[c-sharp] view plaincopy
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:
 
[cpp] view plaincopy
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:
[cpp] view plaincopy
#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*/ 

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