分类: C/C++
2013-08-16 10:59:03
(0)sizeof是运算符,不是函数;
(1)sizeof不能求得void类型的长度;
(2)sizeof能求得void类型的指针的长度;
(3)sizeof能求得静态分配内存的数组的长度!
(4)sizeof不能求得动态分配的内存的大小!
(5)sizeof不能对不完整的数组求长度;
(6)当表达式作为sizeof的操作数时,它返回表达式的计算结果的类型大小,但是它不对表达式求值!
(7)sizeof可以对函数调用求大小,并且求得的大小等于返回类型的大小,但是不执行函数体!
(8)sizeof求得的结构体(及其对象)的大小并不等于各个数据成员对象的大小之和!
(9)sizeof不能用于求结构体的位域成员的大小,但是可以求得包含位域成员的结构体的大小!
概述:
Sizeof是C/C++中的关键字,它是一个运算符,其作用是取得一个对象(数据类型或者数据对象)的长度(即占用内存的大小,以byte为单位)。其中类型包含基本数据类型(不包括void)、用户自定义类型(结构体、类)、函数类型。数据对象是指用前面提到的类型定义的普通变量和指针变量(包含void指针)。不同类型的数据的大小在不同的平台下有所区别,但是c标准规定所有编译平台都应该保证sizeof(char)等于1。关于sizeof的更多概述你可以在msdn总输入sizeof进行查询。
看了上面这些,或许你看了没有多少感觉。没关系,下面我将详细列出sizeof的诸多特性,这些特性是造成sizeof是一个较刁钻的关键字的原因:
十大特性:
特性0:sizeof是运算符,不是函数
这个特性是sizeof的最基本特性,后面的很多特性都是受到这个特性的影响,正因为sizeof不是函数,因此我们不把它所要求得长度的对象叫做参数,我本人习惯上叫做操作数(这不严谨,但是有助于我记住sizeof是个操作符)。
特性1:sizeof不能求得void类型的长度
是的,你不能用sizeof(void),这将导致编译错误:illegalsizeof operand。事实上你根本就无法声明void类型的变量,不信你就试试void a;这样的语句,编译器同样会报错:illegal use of type 'void'。或许你要问为什么,很好,学东西不能只知其然,还要知其所以然。我们知道声明变量的一个重要作用就是告诉编译器该变量需要多少存储空间。然而,void是“空类型”,什么是空类型呢,你可以理解成不知道存储空间大小的类型。既然编译器无法确定void类型的变量的存储大小,那么它自然不让你声明这样的变量。当然了,声明void类型的指针是可以的!这就是特性2的内容。
特性2:sizeof能求得void类型的指针的长度
在特性1中说过,可以申明void类型的指针,也就是说编译器可以确定void类型的指针所占用的存储空间。事实上确实如此,目前,几乎所有平台上的所有版本的编译器都把指针的大小看做4byte,不信你试试sizeof(int*);sizeof(void*);sizeof(double*);sizeof(Person*);等等,它们都等于4!为什么呢?问得好,我将尽全力对此作出解释:其实指针也是变量,只不过这个变量很特殊,它是存放其他变量的地址的变量。又由于目前32位计算机平台上的程序段的寻址范围都是4GB,寻址的最小单元是byte,4GB等于232Byte,这么多的内存其地址如果编码呢,只需要用32个bit就行了,而32bit = 32/8 = 4byte,也就是说只需要4byte就能存储这些内存的地址了。因此对任何类型的指针变量进行sizeof运算其结果就是4!
特性3:sizeof能求得静态分配内存的数组的长度!
Int a[10];int n = sizeof(a);假设sizeof(int)等于4,则n= 10*4=40;特别要注意:charch[]=”abc”;sizeof(ch);结果为4,注意字符串数组末尾有’\0’!通常我们可以利用sizeof来计算数组中包含的元素个数,其做法是:int n = sizeof(a)/sizeof(a[0]);
非常需要注意的是对函数的形参数组使用sizeof的情况。举例来说,假设有如下的函数:
void fun(int array[10])
{
int n = sizeof(array);
}
你会觉得在fun内,n的值为多少呢?如果你回答40的话,那么我很遗憾的告诉你,你又错了。这里n等于4,事实上,不管形参是int的型数组,还是float型数组,或者其他任何用户自定义类型的数组,也不管数组包含多少个元素,这里的n都是4!为什么呢?原因是在函数参数传递时,数组被转化成指针了,或许你要问为什么要转化成指针,原因可以在很多书上找到,我简单说一下:假如直接传递整个数组的话,那么必然涉及到数组元素的拷贝(实参到形参的拷贝),当数组非常大时,这会导致函数执行效率极低!而只传递数组的地址(即指针)那么只需要拷贝4byte。
特性4:sizeof不能求得动态分配的内存的大小!
假如有如下语句:int*a = new int[10];int n = sizeof(a);那么n的值是多少呢?是40吗?答案是否定的!其实n等于4,因为a是指针,在特性2中讲过:在32位平台下,所有指针的大小都是4byte!切记,这里的a与特性3中的a并不一样!很多人(甚至一些老师)都认为数组名就是指针,其实不然,二者有很多区别的,要知详情,请看《c专家编程》。通过特性3和特性4,我们看到了数组和指针有着千丝万缕的关系,这些关系也是导致程序潜在错误的一大因素,关于指针与数组的关系问题我将在《C/C++刁钻问题各个击破之指针与数组的秘密》一文中进行详细介绍。
特性3指出sizeof能求静态分配的数组的大小,而特性4说明sizeof不能求的动态分配的内存的大小。于是有人认为sizeof是编译时进行求值的,并给出理由:语句int array[sizeof(int)*10];能编译通过,而很多书上都说过数组大小是编译时就确定下来的,既然前面的语句能编译通过,所以认为sizeof是编译时进行求值的。经过进一步测试我发现这个结论有些武断!至少是有些不严谨!因为在实现了c99标准的编译器(如DEV C++)中可以定义动态数组,即:语句:int num;cin>>num; int arrary[num];是对的(注意在vc6.0中是错的)。因此我就在DEV C++中对刚才的array利用语句int n=sizeof(array);cout<
那么到底sizeof是编译时求值还是运行时求值呢?最开初c标准规定sizeof只能编译时求值,后来c99又补充规定sizeof可以运行时求值。但值得注意的是,即便是在实现了c99标准的DEV C++中仍然不能用sizeof求得动态分配的内存的大小!
特性5:sizeof不能对不完整的数组求长度!
在阐述该特性之前,我们假设有两个源文件:file1.cpp和file2.cpp,其中file1.cpp中有如下的定义:
int arrayA[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int arrayB[10] = {11,12,13,14,15,16,17,18,19,20};
file2.cpp包含如下几个语句:
externarrayA[];
externarrayB[10];
cout<
cout<
在file2.cpp中第三条语句编译出错,而第条语句正确,并且能输出40!为什么呢?原因就是sizeof(arrayA)试图求不完整数组的大小。这里的不完整的数组是指数组大小没有确定的数组!sizeof运算符的功能就是求某种对象的大小,然而声明:extern int arrayA[]只是告诉编译器arrayA是一个整型数组,但是并没告诉编译器它包含多少个元素,因此对file2.cpp中的sizeof来说它无法求出arrayA的大小,所以编译器干脆不让你通过编译。
那为什么sizeof(arrayB)又可以得到arraryB的大小呢?关键就在于在file2.cpp中其声明时使用externint arrayB[10]明确地告诉编译器arrayB是一个包含10个元素的整型数组,因此大小是确定的。
到此本特性讲解差不多要结束了。其实本问题还能引申出连接和编译等知识点,但是目前我暂时还没自信对这两个知识点进行详细的,彻底的讲解,因此不便在此班门弄斧,不久的将来我会在本系列中加上相关问题的阐述。
特性6:当表达式作为sizeof的操作数时,它返回表达式的计算结果的类型大小,但是它不对表达式求值!
为了说明这个问题,我们来看如下的程序语句:
char ch = 1;
int num=1;
int n1 =sizeof(ch+num);
int n2 = sizeof(ch =ch+num);
假设char占用1byte,int占用4byte,那么执行上面的程序之后,n1,n2,ch的值是多少呢?我相信有不少人会认为n1与n2相等,也有不少人认为ch等于2,事实这些人都错了。事实上n1等于4,n2等于1,ch等于1,为什么呢?请看分析:
由于默认类型转换的原因,表达式ch+num的计算结果的类型是int,因此n1的值为4!而表达式ch=ch+num;的结果的类型是char,记住虽然在计算ch+num时,结果为int,但是当把结果赋值给ch时又进行了类型转换,因此表达式的最终类型还是char,所以n2等于1。n1,n2的值分别为4和1,其原因正是因为sizeof返回的是表达式计算结果的类型大小,而不是表达式中占用最大内存的变量的类型大小!
对于n2=sizeof(ch=ch+num);乍一看该程序貌似实现了让ch加上num并赋值给ch的功能,事实并非如此!由于sizeof只关心类型大小,所以它自然不应该对表达式求值,否则有画蛇添足之嫌了。正是因为这点,这里告诫各位,尽量不要在sizeof中直接对表达式求大小,以免出现错误,你可以将sizeof(ch = ch+num);改写成 ch = ch +num;sizeof(ch);虽然多了一条语句,看似冗余了,其实好处多多:首先更加清晰明了,其次不会出现ch等于1这样的错误(假设程序的逻辑本身就是要执行ch = ch +num;)。
特性7:sizeof可以对函数调用求大小,并且求得的大小等于返回类型的大小,但是不执行函数体!
假设有如下函数(是一个写得很不好的函数,但是能很好的说明需要阐述的问题):
int fun(int& num,const int& inc)
{
float div = 2.0;
double ret =0;
num = num+inc;
ret = num/div;
return ret;
}那么语句:
int a = 3;
int b = 5;