sizeof()的簡單介紹

2020-01-26 16:19:00

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供稿：網(wǎng)友

（一）基本概念

sizeof操作符以字節(jié)形式給出了其操作數(shù)的存儲(chǔ)大小。操作數(shù)可以是一個(gè)表達(dá)式或括在括號(hào)內(nèi)的類型名。操作數(shù)的存儲(chǔ)大小由操作數(shù)的類型決定。

（二）使用方法

1、用于數(shù)據(jù)類型

sizeof使用形式：sizeof（type），如sizeof（int）

2、用于變量

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

變量名可以不用括號(hào)括住。如sizeof (var_name)，sizeof var_name等都是正確形式。帶括號(hào)的用法更普遍，大多數(shù)程序員采用這種形式。

注意：sizeof操作符不能用于函數(shù)類型，不完全類型或位字段。不完全類型指具有未知存儲(chǔ)大小的數(shù)據(jù)類型，如未知存儲(chǔ)大小的數(shù)組類型、未知內(nèi)容的結(jié)構(gòu)或聯(lián)合類型、void類型等。

如sizeof(max)若此時(shí)變量max定義為int max(),sizeof(char_v) 若此時(shí)char_v定義為char char_v [MAX]且MAX未知，sizeof(void)都不是正確形式。

（三）sizeof應(yīng)用在結(jié)構(gòu)上的情況

請(qǐng)看下面的結(jié)構(gòu)：

復(fù)制代碼代碼如下:

struct MyStruct 
{    
double doub; 
char ch;   
int i;
};

對(duì)結(jié)構(gòu)MyStruct采用sizeof會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢？sizeof(MyStruct)為多少呢？也許你會(huì)這樣求：

sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13

以下是測試代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

#include
using namespace std;
struct MyStruct
{
    double doub;
    char ch;
    int i;
};

int main()
{
    MyStruct ms;
    cout << sizeof(ms) << endl;
    return 0;
}

測試結(jié)果：

但是當(dāng)在VC中測試上面結(jié)構(gòu)的大小時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)sizeof(ms)為16。其實(shí)，這是VC對(duì)變量存儲(chǔ)的一個(gè)特殊處理。為了提高CPU的存儲(chǔ)速度，VC對(duì)一些變量的起始地址做了“對(duì)齊”處理。在默認(rèn)情況下，VC規(guī)定各成員變量存放的起始地址相對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量必須為該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)的倍數(shù)。

常用類型的對(duì)齊方式

類型	對(duì)齊方式（變量存放的起始地址相對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量）
char	偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數(shù)
int	偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數(shù)
double	偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數(shù)
short	偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數(shù)
float	偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數(shù)

各成員變量在存放的時(shí)候根據(jù)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的順序依次申請(qǐng)空間，同時(shí)按照上面的對(duì)齊方式調(diào)整位置，空缺的字節(jié)VC會(huì)自動(dòng)填充。同時(shí)VC為了確保結(jié)構(gòu)的大小為結(jié)構(gòu)的字節(jié)邊界數(shù)（即該結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)）的倍數(shù)，所以在為最后一個(gè)成員變量申請(qǐng)空間后，還會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)填充空缺的字節(jié)。

復(fù)制代碼代碼如下:

struct MyStruct

{

double doub;

char ch;

int i;

};

為上面的結(jié)構(gòu)分配空間的時(shí)候，VC根據(jù)成員變量出現(xiàn)的順序和對(duì)齊方式，先為第一個(gè)成員doub分配空間，其起始地址跟結(jié)構(gòu)的起始地址相同（剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數(shù)），該成員變量占用sizeof(double)=8個(gè)字節(jié)；接下來為第二個(gè)成員ch分配空間，這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為8，是sizeof(char)的倍數(shù)，所以把ch存放在偏移量為8的地方滿足對(duì)齊方式，該成員變量占用sizeof(char)=1個(gè)字節(jié)；接下來為第三個(gè)成員i分配空間，這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為9，不是sizeof(int)=4的倍數(shù)，為了滿足對(duì)齊方式對(duì)偏移量的約束問題，VC自動(dòng)填充3個(gè)字節(jié)（這三個(gè)字節(jié)沒有放什么東西），這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為12，剛好是sizeof(int)=4的倍數(shù)，所以把i存放在偏移量為12的地方，該成員變量占用sizeof(int)=4個(gè)字節(jié)；這時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)的成員變量已經(jīng)都分配了空間，總的占用的空間大小為：8+1+3+4=16，剛好為結(jié)構(gòu)的字節(jié)邊界數(shù)（即結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof(double)=8）的倍數(shù)，所以沒有空缺的字節(jié)需要填充。所以整個(gè)結(jié)構(gòu)的大小為：sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16，其中有3個(gè)字節(jié)是VC自動(dòng)填充的，沒有放任何有意義的東西。

下面再舉個(gè)例子，交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置，使它變成下面的情況：

復(fù)制代碼代碼如下:

struct MyStruct
{
    char ch;
    double doub;
    int i;
};

在VC環(huán)境下，可以得到sizeof(MyStruct)為24。結(jié)合上面提到的分配空間的一些原則，分析下VC怎么樣為上面的結(jié)構(gòu)分配空間:

復(fù)制代碼代碼如下:

struct MyStruct

{

char ch; // 偏移量為0，滿足對(duì)齊方式，ch占用1個(gè)字節(jié)；

double doub; //下一個(gè)可用的地址的偏移量為1，不是sizeof(double)=8

//的倍數(shù)，需要補(bǔ)足7個(gè)字節(jié)才能使偏移量變?yōu)?（滿足對(duì)齊

//方式），因此VC自動(dòng)填充7個(gè)字節(jié)，doub存放在偏移量為8

//的地址上，它占用8個(gè)字節(jié)。

int i; //下一個(gè)可用的地址的偏移量為16，是sizeof(int)=4的倍

//數(shù)，滿足int的對(duì)齊方式，所以不需要VC自動(dòng)填充，i存

//放在偏移量為16的地址上，它占用4個(gè)字節(jié)。

}; //所有成員變量都分配了空間，空間總的大小為1+7+8+4=20，不是結(jié)構(gòu)

//的節(jié)邊界數(shù)（即結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof

//(double)=8）的倍數(shù)，所以需要填充4個(gè)字節(jié)，以滿足結(jié)構(gòu)的大小為

//sizeof(double)=8的倍數(shù)。

所以該結(jié)構(gòu)總的大小為：sizeof(MyStruct)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個(gè)字節(jié)是VC自動(dòng)填充的，沒有放任何有意義的東西。

VC對(duì)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)的特殊處理確實(shí)提高CPU存儲(chǔ)變量的速度，但是有時(shí)候也帶來了一些麻煩，我們也屏蔽掉變量默認(rèn)的對(duì)齊方式，自己可以設(shè)定變量的對(duì)齊方式。

VC中提供了#pragma pack(n)來設(shè)定變量以n字節(jié)對(duì)齊方式。n字節(jié)對(duì)齊就是說變量存放的起始地址的偏移量有兩種情況：第一，如果n大于等于該變量所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量必須滿足默認(rèn)的對(duì)齊方式，第二，如果n小于該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量為n的倍數(shù)，不用滿足默認(rèn)的對(duì)齊方式。結(jié)構(gòu)的總大小也有個(gè)約束條件，分下面兩種情況：如果n大于所有成員變量類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么結(jié)構(gòu)的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數(shù)的倍數(shù)；否則必須為n的倍數(shù)。

下面舉例說明其用法：

復(fù)制代碼代碼如下:

#pragma pack(push)  //保存對(duì)齊狀態(tài) 
#pragma pack(4)        //設(shè)定為4字節(jié)對(duì)齊 
struct MyStruct 
{ 
    char ch; 
    double doub; 
    int i; 
}; 
#pragma pack(pop)    //恢復(fù)對(duì)齊狀態(tài)

測試結(jié)果：

（四）sizeof用法總結(jié)

1. 參數(shù)為數(shù)據(jù)類型或者為一般變量。

例如sizeof(int),sizeof(long)等等。這種情況要注意的是不同系統(tǒng)系統(tǒng)或者不同編譯器得到的結(jié)果可能是不同的。例如int類型在16位系統(tǒng)中占2個(gè)字節(jié)，在32位系統(tǒng)中占4個(gè)字節(jié)。

2. 參數(shù)為數(shù)組或指針。

下面舉例說明.

復(fù)制代碼代碼如下:

int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求數(shù)組所占的空間大小

int *a = new int[50]; // sizeof(a)=4; a為一個(gè)指針，sizeof(a)是求指針的大小,在32位系統(tǒng)中，當(dāng)然是占4個(gè)字節(jié)。

3. 參數(shù)為其他。

復(fù)制代碼代碼如下:

int func(char s[5])
{ 
    return 1;              //函數(shù)的參數(shù)在傳遞的時(shí)候系統(tǒng)處理為一個(gè)指針，所以sizeof(s)實(shí)際上為求指針的大小。 
} 
sizeof(func("1234")); //因?yàn)閒unc的返回類型為int，所以相當(dāng)于求sizeof(int)，其值為4. 

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