c++中sizeof()的用法介绍
1. 定义
sizeof是一个操作符(operator)。
其作用是返回一个对象或类型所占的内存字节数。
2. 语法
sizeof有三种语法形式:
1) sizeof (object); //sizeof (对象)
2) sizeof object; //sizeof 对象
3) sizeof (type_name); //sizeof (类型)
对象可以是各种类型的变量,以及表达式(一般sizeof不会对表达式进行计算)。
sizeof对对象求内存大小,最终都是转换为对对象的数据类型进行求值。
sizeof (表达式); //值为表达式的最终结果的数据类型的大小
举例:
int i; sizeof(int); //值为4 sizeof(i); //值为4,等价于sizeof(int) sizeof i; //值为4 sizeof(2); //值为4,等价于sizeof(int),因为2的类型为int sizeof(2 + 3.14); //值为8,等价于sizeof(double),因为此表达式的结果的类型为double char ary[sizeof(int) * 10]; //OK,编译无误
1. 基本数据类型的sizeof
这里的基本数据类型是指short、int、long、float、double这样的简单内置数据类型。
由于它们的内存大小是和系统相关的,所以在不同的系统下取值可能不同。
2. 结构体的sizeof
结构体的sizeof涉及到字节对齐问题。
为什么需要字节对齐?计算机组成原理教导我们这样有助于加快计算机的取数速度,否则就得多花指令周期了。为此,编译器默认会对结构体进行处理(实际上其它地方的数据变量也是如此),让宽度为2的基本数据类型(short等)都位于能被2整除的地址上,让宽度为4的基本数据类型(int等)都位于能被4整除的地址上,依次类推。这样,两个数中间就可能需要加入填充字节,所以整个结构体的sizeof值就增长了。
字节对齐的细节和编译器的实现相关,但一般而言,满足三个准则:
1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除。
2) 结构体的每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍,如有需要,编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding)。
3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍,如有需要,编译器会在最末一个成员后加上填充字节(trailing padding)。
注意:空结构体(不含数据成员)的sizeof值为1。试想一个“不占空间“的变量如何被取地址、两个不同的“空结构体”变量又如何得以区分呢,于是,“空结构体”变量也得被存储,这样编译器也就只能为其分配一个字节的空间用于占位了。
例子:
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struct S1 { char a; int b; }; sizeof(S1); //值为8,字节对齐,在char之后会填充3个字节。 struct S2 { int b; char a; }; sizeof(S2); //值为8,字节对齐,在char之后会填充3个字节。 struct S3 { }; sizeof(S3); //值为1,空结构体也占内存
3. 联合体的sizeof
结构体在内存组织上市顺序式的,联合体则是重叠式,各成员共享一段内存;所以整个联合体的sizeof也就是每个成员sizeof的最大值。
例子:
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union u { int a; float b; double c; char d; }; sizeof(u); //值为8
4. 数组的sizeof
数组的sizeof值等于数组所占用的内存字节数。
注意:1)当字符数组表示字符串时,其sizeof值将’/0’计算进去。
2)当数组为形参时,其sizeof值相当于指针的sizeof值。
例子1:
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char a[10]; char n[] = "abc"; cout<<"char a[10] "<<sizeof(a)<<endl;//数组,值为10 cout<<"char n[] = /"abc/" "<<sizeof(n)<<endl;//字符串数组,将'/0'计算进去,值为4
例子2:
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void func(char a[3]) { int c = sizeof(a); //c = 4,因为这里a不在是数组类型,而是指针,相当于char *a。 } void funcN(char b[]) { int cN = sizeof(b); //cN = 4,理由同上。 }
5. 指针的sizeof
指针是用来记录另一个对象的地址,所以指针的内存大小当然就等于计算机内部地址总线的宽度。
在32位计算机中,一个指针变量的返回值必定是4。
指针变量的sizeof值与指针所指的对象没有任何关系。
例子:
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char *b = "helloworld"; char *c[10]; double *d; int **e; void (*pf)(); cout<<"char *b = /"helloworld/" "<<sizeof(b)<<endl;//指针指向字符串,值为4 cout<<"char *b "<<sizeof(*b)<<endl; //指针指向字符,值为1 cout<<"double *d "<<sizeof(d)<<endl;//指针,值为4 cout<<"double *d "<<sizeof(*d)<<endl;//指针指向浮点数,值为8 cout<<"int **e "<<sizeof(e)<<endl;//指针指向指针,值为4 cout<<"char *c[10] "<<sizeof(c)<<endl;//指针数组,值为40 cout<<"void (*pf)(); "<<sizeof(pf)<<endl;//函数指针,值为4
6. 函数的sizeof
sizeof也可对一个函数调用求值,其结果是函数返回值类型的大小,函数并不会被调用。
对函数求值的形式:sizeof(函数名(实参表))
注意:1)不可以对返回值类型为空的函数求值。
2)不可以对函数名求值。
3)对有参数的函数,在用sizeof时,须写上实参表。
例子:
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#include <iostream> using namespace std; float FuncP(int a, float b) { return a + b; } int FuncNP() { return 3; } void Func() { } int main() { cout<<sizeof(FuncP(3, 0.4))<<endl; //OK,值为4,sizeof(FuncP(3,0.4))相当于sizeof(float) cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; //OK,值为4,sizeof(FuncNP())相当于sizeof(int) /*cout<<sizeof(Func())<<endl; //error,sizeof不能对返回值为空类型的函数求值*/ /*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error,sizeof不能对函数名求值*/ return 0; }