【c++內存系列】四、sizeof()函數的用法

轉載自:https://www.cnblogs.com/huolong-blog/p/7587711.html

1.      定義

sizeof是一個操作符(operator)。

其作用是返回一個對象或類型所佔的內存字節數。

 

2.      語法

sizeof有三種語法形式:

1)  sizeof (object);  //sizeof (對象)

2)  sizeof object;   //sizeof 對象

3)  sizeof (type_name);  //sizeof (類型)

對象可以是各種類型的變量,以及表達式(一般sizeof不會對錶達式進行計算)。

sizeof對對象求內存大小,最終都是轉換爲對對象的數據類型進行求值。

sizeof (表達式); //值爲表達式的最終結果的數據類型的大小

 

舉例:

 

int i;  
sizeof(int); //值爲4  
sizeof(i); //值爲4,等價於sizeof(int)  
sizeof i; //值爲4  
sizeof(2); //值爲4,等價於sizeof(int),因爲2的類型爲int  
sizeof(2 + 3.14); //值爲8,等價於sizeof(double),因爲此表達式的結果的類型爲double  

char ary[sizeof(int) * 10]; //OK,編譯無誤

 

1.      基本數據類型的sizeof

這裏的基本數據類型是指short、int、long、float、double這樣的簡單內置數據類型。

由於它們的內存大小是和系統相關的,所以在不同的系統下取值可能不同。

 

2.      結構體的sizeof

結構體的sizeof涉及到字節對齊問題。

爲什麼需要字節對齊?計算機組成原理教導我們這樣有助於加快計算機的取數速度,否則就得多花指令週期了。爲此,編譯器默認會對結構體進行處理(實際上其它地方的數據變量也是如此),讓寬度爲2的基本數據類型(short等)都位於能被2整除的地址上,讓寬度爲4的基本數據類型(int等)都位於能被4整除的地址上,依次類推。這樣,兩個數中間就可能需要加入填充字節,所以整個結構體的sizeof值就增長了。

字節對齊的細節和編譯器的實現相關,但一般而言,滿足三個準則:

1)  結構體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除。

2)  結構體的每個成員相對於結構體首地址的偏移量(offset)都是成員大小的整數倍,如有需要,編譯器會在成員之間加上填充字節(internal adding)。

3)  結構體的總大小爲結構體最寬基本類型成員大小的整數倍,如有需要,編譯器會在最末一個成員後加上填充字節(trailing padding)。

 

    注意:空結構體(不含數據成員)的sizeof值爲1。試想一個“不佔空間“的變量如何被取地址、兩個不同的“空結構體”變量又如何得以區分呢,於是,“空結構體”變量也得被存儲,這樣編譯器也就只能爲其分配一個字節的空間用於佔位了。

例子:

struct S1  
{  
    char a;  
    int b;  
};  
sizeof(S1); //值爲8,字節對齊,在char之後會填充3個字節。  
  
struct S2  
{  
    int b;  
    char a;  
};  
sizeof(S2); //值爲8,字節對齊,在char之後會填充3個字節。  
  
struct S3  
{  
};  
sizeof(S3); //值爲1,空結構體也佔內存

3.      聯合體的sizeof

結構體在內存組織上市順序式的,聯合體則是重疊式,各成員共享一段內存;所以整個聯合體的sizeof也就是每個成員sizeof的最大值。

例子:​​​​​​​

 
union u  
{  
    int a;  
    float b;  
    double c;  
    char d;  
};  
  
sizeof(u); //值爲8  

 

4.      數組的sizeof

數組的sizeof值等於數組所佔用的內存字節數。

注意:1)當字符數組表示字符串時,其sizeof值將’/0’計算進去。

            2)當數組爲形參時,其sizeof值相當於指針的sizeof值。 

例子1:

char a[10];  
char n[] = "abc";   
  
cout<<"char a[10]                 "<<sizeof(a)<<endl;//數組,值爲10  
  
cout<<"char n[] = /"abc/"           "<<sizeof(n)<<endl;//字符串數組,將'/0'計算進去,值爲4

 例子2:

void func(char a[3])  
{  
    int c = sizeof(a); //c = 4,因爲這裏a不在是數組類型,而是指針,相當於char *a。  
}  
  
void funcN(char b[])  
{  
    int cN = sizeof(b); //cN = 4,理由同上。  
} 

5.      指針的sizeof

指針是用來記錄另一個對象的地址,所以指針的內存大小當然就等於計算機內部地址總線的寬度。

在32位計算機中,一個指針變量的返回值必定是4。

指針變量的sizeof值與指針所指的對象沒有任何關係。

  例子:​​​​​​​

char *b = "helloworld";  
char *c[10];  
double *d;  
int **e;  
void (*pf)();    
  
cout<<"char *b = /"helloworld/"     "<<sizeof(b)<<endl;//指針指向字符串,值爲4  
cout<<"char *b                    "<<sizeof(*b)<<endl; //指針指向字符,值爲1  
cout<<"double *d                  "<<sizeof(d)<<endl;//指針,值爲4  
cout<<"double *d                  "<<sizeof(*d)<<endl;//指針指向浮點數,值爲8  
cout<<"int **e                  "<<sizeof(e)<<endl;//指針指向指針,值爲4  
cout<<"char *c[10]                "<<sizeof(c)<<endl;//指針數組,值爲40  
cout<<"void (*pf)();              "<<sizeof(pf)<<endl;//函數指針,值爲4 

 

6.      函數的sizeof

sizeof也可對一個函數調用求值,其結果是函數返回值類型的大小,函數並不會被調用。

對函數求值的形式:sizeof(函數名(實參表))

注意:1)不可以對返回值類型爲空的函數求值。 

            2)不可以對函數名求值。

           3)對有參數的函數,在用sizeof時,須寫上實參表。

 例子:​​​​​​​

#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,值爲4,sizeof(FuncP(3,0.4))相當於sizeof(float)  
cout<<sizeof(FuncNP())<<endl; //OK,值爲4,sizeof(FuncNP())相當於sizeof(int)  
/*cout<<sizeof(Func())<<endl; //error,sizeof不能對返回值爲空類型的函數求值*/  
/*cout<<sizeof(FuncNP)<<endl; //error,sizeof不能對函數名求值*/  
return 0;  
}  

 

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