July 22 2015

C 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 {char b; double x;} 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。
int func(char s[5]);
{
cout<<sizeof(s);//这里将输出4,本来s为一个数组,但
//由于做为函数的参数在传递的时候系
//统处理为一个指针,所以sizeof(s)实
//际上为求指针的大小。
return 1;

        sizeof(func(“1234”))=4//因为func的返回类型为int,所以相
当于求sizeof(int). 

    7. 参数为结构或类。Sizeof应用在类和结构的处理情况是相同的。
但有两点需要注意,
第一、结构或者类中的静态成员不对结构或者类的大小产生
影响,因为静态变量的存储位置与结构或者类的实例地址
无关。
第二、没有成员变量的结构或类的大小为1,因为必须保证结
构或类的每一 个实例在内存中都有唯一的地址。
下面举例说明,
Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4.
Test *s;//sizeof(s)=4,s为一个指针。
Class test1{ };//sizeof(test1)=1; 

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、 sizeof应用在结构上的情况
请看下面的结构:
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
}; 

    对结构MyStruct采用sizeof会出现什么结果呢?sizeof(MyStruct)
为多少呢?
也许你会这样求:

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

但是当在VC中测试上面结构的大小时,你会发现sizeof(MyStruct)
为16。你知道为什么在VC中会得出这样一个结果吗?

其实,这是VC对变量存储的一个特殊处理。为了提高CPU的存储速度,
VC对一些变量的起始地址做了”对齐”处理。在默认情况下,VC规定
各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为
该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方
式(vc6.0,32位系统)。

类型
对齐方式(变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量)

Char   偏移量必须为sizeof(char)  即1的倍数
int    偏移量必须为sizeof(int)   即4的倍数
float  偏移量必须为sizeof(float) 即4的倍数
double 偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数
Short  偏移量必须为sizeof(short) 即2的倍数

各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间,
同时按照上面的对齐方式调整位置,空缺的字节VC会自动填充。
同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数(即该结构中占用
最大空间的类型所占用的字节数)的倍数,所以在为最后一个成员
变量申请空间后,还会根据需要自动填充空缺的字节。

下面用前面的例子来说明VC到底怎么样来存放结构的。
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
};

为上面的结构分配空间的时候,VC根据成员变量出现的顺序和对
齐方式,先为第一个成员dda1分配空间,其起始地址跟结构的起
始地址相同(刚好偏移量0刚好为sizeof(double)的倍数),该成
员变量占用sizeof(double)=8个字节;接下来为第二个成员dda分
配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址的偏移
量为8,是sizeof(char)的倍数,所以把dda存放在偏移量为8的地
方满足对齐方式,该成员变量占用sizeof(char)=1个字节;接下来
为第三个成员type分配空间,这时下一个可以分配的地址对于结构
的起始地址的偏移量为9,不是sizeof(int)=4的倍数,为了满足对
齐方式对偏移量的约束问题,VC自动填充3个字节(这三个字节没
有放什么东西),这时下一个可以分配的地址对于结构的起始地址
的偏移量为12,刚好是sizeof(int)=4的倍数,所以把type存放在
偏移量为12的地方,该成员变量占用sizeof(int)=4个字节;这时整
个结构的成员变量已经都分配

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。



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Posted 2015年7月22日 by ucjmh in category "C语言

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