关于sizeof，对空指针sizeof(*p)可以吗？

C/C++的sizeof在动态分配内存时经常用到，但之前一直没怎么关注它的具体机制。今天在为一个复杂声明的指针分配内存时，想起来要了解一下sizeof到底是什么？

先抛个问题：

　　程序运行过程中对空指针解引用，程序会直接core。那么sizeof对一个空指针“解引用”行不行？（int p=nullptr; size_t iSize=sizeof(*p)）。比如如下应用场景：

　　int (*p)[10] = nullptr;/*p是一个指向有10个int型元素的数组的指针*/

　　如果要分配5个数组的空间，用malloc(5 * 10 * 4)吗？还是用malloc(5 * 10 * sizeof(int))？从结果来看，都能实现。但如果上述数组的类型、大小可能会变化，比如数组大小变成11，就得在声明和分配处分别修改代码，难免会改漏。一种可行的方式是用一个宏来表示数组大小。这里，我想换个方式，指针声明时明确了数组大小，所以能不能在malloc的时候用sizeof计算出指针的元素大小（即数组大小，注意此时指针是空的），从而只需要在声明时说明数组大小，避免在malloc的时候再关心数组多大？

　　答案是可以。这条语句是合法的：p = (int (*)[10])malloc(5 * sizeof(*p))。这里sizeof的参数p是空指针，下面解释为什么这里的*p是合法的。

 

什么是sizeof，以及它的机制？

　　sizeof的一般使用形式都是sizeof( xx )，所以sizeof是不是一个函数呢？答案是看情况。有些编程语言里，sizeof是函数，这个不细讲（因为我也不会几种编程语言）。在C/C++里，sizeof不是函数，是一个内置的运算符或操作符，跟“ + - * / ”一样的运算符。sizeof可以返回一个类型或者对象所占用的内存空间字节数。

　　而且关键的，sizeof的参数是类型（如sizeof(int)），或者是具体某个变量的类型（如int* p, sizeof(*p)，这里的参数是int*）。sizeof是编译器在编译阶段解析并完成计算的，运行阶段并没有sizeof。所以对一个空指针执行sizeof(*p)，实际上等价于对p指向的对象的类型作sizeof，而且是在编译阶段就完成了，没解引用，所以是合法的。

 

　　这里分享个《C专家编程》第2章的例子：

　　a = N * sizeof * q;/*这里有几个乘号？答案是1个。sizeof操作符把指针q指向的东西作为操作数（即*q）*/

　　有意思的是上面这个例子，sizeof的参数没用括号，在函数调用里这显然不合法，但sizeof是操作符就是任性。当sizeof的操作数是类型名时，两边必须加括号，但操作数如果是变量则可以不加括号。

　　apple = sizeof(int) * a;/*这个例子书上没给答案。事实上，这里先计算sizeof(int)，然后再乘以a的值*/

 

　　最后回到开篇的问题，给p分配内存的另一种方式：

　　typedef int pPtr[10];/*为了方便我们用自定义类型*/

　　pPtr* p=nullptr;/*相当于int (*p)[10] = nullptr;*/

　　p = (int (*)[10])malloc(5 * sizeof(*p))。

　　这里sizeof对空指针操作了*p，实际并未解引用，而是在编译阶段计算出指针p指向的类型的大小，所以是合法的。