sizeof()的两个C＋＋特性

今天网上看到这么一个问题：

int array[5]= {}; sizeof(array)=?

int Fuction(int a[])
{
return sizeof(a);
}
Fuction(array)=?

很有意思的问题，大概很多人会认为结果是20、20，但其实正确的答案是20、4，也就是说，函数Fuction里的sizeof求值结果为4，这应该就是int*的字节大小，看起来sizeof求的是数组a[]的首指针字节大小。奇怪的地方也就是这里，一个在函数外面，一个在函数内部，sizeof的参数完全一样啊，为什么结果却完全不同呢？

这里大家对sizeof的用法大致了解，其实出现这个结果的原因不在sizeof，当sizeof传入的参数是数组时，其结果的确是该数组占内存的大小，不过，c++中函数有一个特性：

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。

也就是说，在int Fuction(int a[])中，编译器认为传入的参数不是数组，而是把数组a[]的首地址指针传进去，所以这时sizeof(a)求的是指针而不是数组的大小。

至于为什么编译器为什么会这样，我想大概是考虑到栈空间的限制吧。C++里函数的参数由栈空间保存，而这个栈空间的大小一般都是受限的，比较小，所以可能会出现栈空间耗尽导致函数无法调用的情况，为了防止这种情况的发生，就需要做一些优化，所以才会将传入的数组参数的首指针进栈，这样可以节约很多的栈空间。

另外想到以前面试时碰到的一个问题，也是跟sizeof有关。

struct MEM
{
int a;
char b;
float c;
}test;
sizeof(test) = ？

这个问题考察的其实不再是sizeof的用法了，而是字节对齐的知识：在计算类似结构和类变量的大小就必须考虑字节对齐问题。为了CPU存取的速度最快，C++在处理数据时经常把结构变量中的成员的大小按照4或8的整数倍的地址存储，这就叫数据对齐（data alignment）。这样做可能会浪费一些内存，但理论上速度快了。

比如在上面的例子中，如果把test的起始地址认为是0，那么test.a的起始地址为0，test.b的起始地址为0 + sizeof(int) = 4，然后test.c的地址呢？注意，test.c的起始地址不是0 + sizeof(int) + sizeof(char) = 5，而应该是0 + sizeof(int) + sizeof(float) = 8，在这里，C++为了存取效率的考虑，将char后面的3个字节空出来，这都是为了而将test.c的起始地址放在4的整数倍的位置，这样是为了更方便这个float数据的存取。因为32位CPU存取数据都是按照4个字节来操作，也就是说一次性的读出或者写入4字节(也就是32bit)的数据是最快的，所以将数据字节对齐后，虽然浪费了一些内存，但是存取数据却更快了。

我们来分析一下，在这里如果没有字节对齐的话，CPU如何取出float呢？这就要分三步来了：首先，取出偏移地址为4的4字节数据(这四字节里第一个字节是char，后面三个是float的)，然后在便宜地址为8的地方取4个字节(这四个字节里第一个字节是float的)，最后再把两部分(前面的3字节和后面的1字节)组合起来，这样需要两次读操作和一次组合。但是字节对齐后，只需要一步读操作(即在偏移地址为8的地方取4个字节)，效率显然提高很多。