解析C语言中的sizeof

sun9527

                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。[color="#0000ff"]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.与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。
      而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;
                   但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sizeof时string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 与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，s1和s2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d是double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4，16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和s2大小虽然都是8，但是s1的对齐方式是1，s2是8（double），所以在s3和s4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　　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
               
               
               
               
               

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/70049/showart_2136589.html