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分类: LINUX

2009-12-31 16:21:25

解析C语言中的sizeof

一、sizeof的概念 
  sizeof是C语言的一种单目操作符,如C语言的其他操作符++、--等。它并不是函数。sizeof操作符以字节形式给出了其操作数的存储大小。操作数可以是一个表达式或括在括号内的类型名。操作数的存储大小由操作数的类型决定。 

二、sizeof的使用方法 
  1、用于数据类型 

  sizeof使用形式:sizeof(type) 

  数据类型必须用括号括住。如sizeof(int)。 

  2、用于变量 

  sizeof使用形式:sizeof(var_name)或sizeof var_name 

  变量名可以不用括号括住。如sizeof (var_name),sizeof var_name等都是正确形式。带括号的用法更普遍,大多数程序员采用这种形式。 

  注意:sizeof操作符不能用于函数类型,不完全类型或位字段。不完全类型指具有未知存储大小的数据类型,如未知存储大小的数组类型、未知内容的结构或联合类型、void类型等。 

  如sizeof(max)若此时变量max定义为int max(),sizeof(char_v) 若此时char_v定义为char char_v [MAX]且MAX未知,sizeof(void)都不是正确形式。 

三、sizeof的结果 
  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。 

  1、若操作数具有类型char、unsigned char或signed char,其结果等于1。 

  ANSI C正式规定字符类型为1字节。 

   2、int、unsigned int 、short int、unsigned short 、long int 、unsigned long 、 float、double、long double类型的sizeof 在ANSI C中没有具体规定,大小依赖于实现,一般可能分别为2、2、2、2、 4、4、4、8、10。 

  3、当操作数是指针时,sizeof依赖于编译器。例如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的指针字节数为4。 

  4、当操作数具有数组类型时,其结果是数组的总字节数。 

  5、联合类型操作数的sizeof是其最大字节成员的字节数。结构类型操作数的sizeof是这种类型对象的总字节数,包括任何垫补在内。 

  让我们看如下结构: 

  struct  a; 

  在某些机器上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。如double类型的结构成员x要放在被4整除的地址。 

  6、如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参,sizeof给出其指针的大小。 

四、sizeof与其他操作符的关系 
  sizeof的优先级为2级,比/、%等3级运算符优先级高。它可以与其他操作符一起组成表达式。如i*sizeof(int);其中i为int类型变量。 

五、sizeof的主要用途 
  1、sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/O系统那样的例程进行通信。例如: 

  void *malloc(size_t size), 

  size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream)。 

  2、sizeof的另一个的主要用途是计算数组中元素的个数。例如: 

  void * memset(void * s,int c,sizeof(s))。 

六、建议 
  由于操作数的字节数在实现时可能出现变化,建议在涉及到操作数字节大小时用ziseof来代替常量计算。


sizeof 用法集锦
2008-10-19 16:28


sizeof()
用法汇总


sizeof()功能:计算数据空间的字节数
1.
strlen()比较
       strlen()
计算字符数组的字符数,以"\0"为结束判断,不计算为'\0'的数组元素。
      
sizeof计算数据(包括数组、变量、类型、结构体等)所占内存空间,用字节数表示。
2.
指针与静态数组的sizeof操作
      
指针均可看为变量类型的一种。所有指针变量的sizeof 操作结果均为4
注意:int *p; sizeof(p)=4;
                 
sizeof(*p)相当于sizeof(int);      
      
对于静态数组,sizeof可直接计算数组大小;
      
例:int a[10];char b[]="hello";
               sizeof(a)
等于4*10=40;
              sizeof(b)
等于6;
注意:数组做型参时,数组名称当作指针使用!!
                void fun(char p[])
                {sizeof(p)
等于4}    

经典问题:
       double* (*a)[3][6];
       cout<
为指针
       cout<
为一个有3*6个指针元素的数组
       cout<
为数组一维的6个指针
       cout<
为一维的第一个指针
       cout<
为一个double变量

问题解析:a是一个很奇怪的定义,他表示一个指向double*[3][6]类型数组的指针。既然是指针,所以sizeof(a)就是4
      
既然a是执行double*[3][6]类型的指针,*a就表示一个double*[3][6]的多维数组类型,因此sizeof(*a)=3*6*sizeof(double*)=72。同样的,**a表示一个double*[6]类型的数组,所以sizeof(**a)=6*sizeof (double*)=24***a就表示其中的一个元素,也就是double*了,所以sizeof(***a)=4。至于****a,就是一个double了,所以sizeof(****a)=sizeof(double)=8
3.
格式的写法
    sizeof
操作符,对变量或对象可以不加括号,但若是类型,须加括号。
4.
使用sizeofstring的注意事项
    string s="hello";
    sizeof(s)
等于string类的大小,sizeof(s.c_str())得到的是与字符串长度。
5.union
struct的空间计算
   
总体上遵循两个原则:
    (1)
整体空间是 占用空间最大的成员(的类型)所占字节数的整倍数
   (2)
数据对齐原则----内存按结构成员的先后顺序排列,当排到该成员变量时,其前面已摆放的空间大小必须是该成员类型大小的整倍数,如果不够则补齐,以此向后类推。。。。。
  
注意:数组按照单个变量一个一个的摆放,而不是看成整体。如果成员中有自定义的类、结构体,也要注意数组问题。
例:[引用其他帖子的内容]
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< cout<
同样是两个char类型,一个int类型,一个double类型,但是因为对齐问题,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,根据上一节的结论,s1s2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ddouble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416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< cout< cout< cout< s1
s2大小虽然都是8,但是s1的对齐方式是1s28double),所以在s3s4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。

补充:不要让double干扰你的位域
  在结构体和类中,可以使用位域来规定某个成员所能占用的空间,所以使用位域能在一定程度上节省结构体占用的空间。不过考虑下面的代码:

struct s1
{
 int i: 8;
 int j: 4;
 double b;
 int a:3;
};

struct s2
{
 int i;
 int j;
 double b;
 int a;
};

struct s3
{
 int i;
 int j;
 int a;
 double b;
};

struct s4
{
 int i: 8;
 int j: 4;
 int a:3;
 double b;
};

cout< cout< cout< cout<
  可以看到,有double存在会干涉到位域(sizeof的算法参考上一节),所以使用位域的的时候,最好把float类型和double类型放在程序的开始或者最后。

相关常数:

sizeof int:4
sizeof short:2
sizeof long:4
sizeof float:4
sizeof double:8
sizeof char:1
sizeof p:4
sizeof WORD:2
sizeof DWORD:4

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