| 出處：CSDN[ 2006-03-14 15:29:51 ] |
作者：bigbigwind8 () |
一、sizeof的概念
sizeof是C語言的一種單目操作符，如C語言的其他操作符++、--等。它并不是函數(shù)。sizeof操作符以字節(jié)形式給出了其操作數(shù)的存儲大小。操作數(shù)可以是一個表達式或括在括號內(nèi)的類型名。操作數(shù)的存儲大小由操作數(shù)的類型決定。
二、sizeof的使用方法
1、用于數(shù)據(jù)類型
sizeof使用形式：sizeof（type)數(shù)據(jù)類型必須用括號括住。如sizeof（int）。
2、用于變量
sizeof使用形式：sizeof（var_name）或sizeof var_name
變量名可以不用括號括住。如sizeof (var_name)，sizeof var_name等都是正確形式。帶括號的用法更普遍，大多數(shù)程序員采用這種形式。
注意：sizeof操作符不能用于函數(shù)類型，不完全類型或位字段。不完全類型指具有未知存儲大小的數(shù)據(jù)類型，如未知存儲大小的數(shù)組類型、未知內(nèi)容的結(jié)構(gòu)或聯(lián)合類型、void類型等。
如sizeof(max)若此時變量max定義為int max(),sizeof(char_v) 若此時char_v定義為char char_v [MAX]且MAX未知，sizeof(void)都不是正確形式。
三、sizeof的結(jié)果
sizeof操作符的結(jié)果類型是size_t，它在頭文件中typedef為unsigned int類型。該類型保證能容納實現(xiàn)所建立的最大對象的字節(jié)大小。
1、若操作數(shù)具有類型char、unsigned char或signed char，其結(jié)果等于1。
ANSI C正式規(guī)定字符類型為1字節(jié)。
2、int、unsigned int 、short int、unsigned short 、long int 、unsigned long 、float、double、long double類型的sizeof 在ANSI C中沒有具體規(guī)定，大小依賴于實現(xiàn)，一般可能分別為2、2、2、2、4、4、4、8、10。
3、當操作數(shù)是指針時，sizeof依賴于編譯器。例如Microsoft C/C++7.0中，near類指針字節(jié)數(shù)為2，far、huge類指針字節(jié)數(shù)為4。一般Unix的指針字節(jié)數(shù)為4。
4、當操作數(shù)具有數(shù)組類型時，其結(jié)果是數(shù)組的總字節(jié)數(shù)。
5、聯(lián)合類型操作數(shù)的sizeof是其最大字節(jié)成員的字節(jié)數(shù)。結(jié)構(gòu)類型操作數(shù)的sizeof是這種類型對象的總字節(jié)數(shù)，包括任何墊補在內(nèi)。
讓我們看如下結(jié)構(gòu)：
struct {char b; double x;} a;
在某些機器上sizeof（a）=12，而一般sizeof（char）+ sizeof（double）=9。
這是因為編譯器在考慮對齊問題時，在結(jié)構(gòu)中插入空位以控制各成員對象的地址對齊。如double類型的結(jié)構(gòu)成員x要放在被4整除的地址。
6、如果操作數(shù)是函數(shù)中的數(shù)組形參或函數(shù)類型的形參，sizeof給出其指針的大小。
四、sizeof與其他操作符的關(guān)系
sizeof的優(yōu)先級為2級，比/、%等3級運算符優(yōu)先級高。它可以與其他操作符一起組成表達式。如i*sizeof（int）；其中i為int類型變量。
五、sizeof的主要用途
1、sizeof操作符的一個主要用途是與存儲分配和I/O系統(tǒng)那樣的例程進行通信。例如：
void *malloc（size_t size）,
size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream)。
2、sizeof的另一個的主要用途是計算數(shù)組中元素的個數(shù)。例如：
void * memset（void * s,int c,sizeof(s)）。
六、建議
由于操作數(shù)的字節(jié)數(shù)在實現(xiàn)時可能出現(xiàn)變化，建議在涉及到操作數(shù)字節(jié)大小時用sizeof來代替常量計算。
本文主要包括二個部分，第一部分重點介紹在VC中，怎么樣采用sizeof來求結(jié)構(gòu)的大小，以及容易出現(xiàn)的問題，并給出解決問題的方法，第二部分總結(jié)出VC中sizeof的主要用法。
1、 sizeof應(yīng)用在結(jié)構(gòu)上的情況
請看下面的結(jié)構(gòu)：
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
};
對結(jié)構(gòu)MyStruct采用sizeof會出現(xiàn)什么結(jié)果呢？sizeof(MyStruct)為多少呢？也許你會這樣求：
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
但是當在VC中測試上面結(jié)構(gòu)的大小時，你會發(fā)現(xiàn)sizeof(MyStruct)為16。你知道為什么在VC中會得出這樣一個結(jié)果嗎？
其實，這是VC對變量存儲的一個特殊處理。為了提高CPU的存儲速度，VC對一些變量的起始地址做了“對齊”處理。在默認情況下，VC規(guī)定各成員變量存放的起始地址相對于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量必須為該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)的倍數(shù)。下面列出常用類型的對齊方式(vc6.0,32位系統(tǒng))。
類型
對齊方式（變量存放的起始地址相對于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量）
Char
偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數(shù)
int
偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數(shù)
float
偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數(shù)
double
偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數(shù)
Short
偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數(shù)
各成員變量在存放的時候根據(jù)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的順序依次申請空間，同時按照上面的對齊方式調(diào)整位置，空缺的字節(jié)VC會自動填充。同時VC為了確保結(jié)構(gòu)的大小為結(jié)構(gòu)的字節(jié)邊界數(shù)（即該結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)）的倍數(shù)，所以在為最后一個成員變量申請空間后，還會根據(jù)需要自動填充空缺的字節(jié)。
下面用前面的例子來說明VC到底怎么樣來存放結(jié)構(gòu)的。
struct MyStruct
{
double dda1;
char dda;
int type
}；
為上面的結(jié)構(gòu)分配空間的時候，VC根據(jù)成員變量出現(xiàn)的順序和對齊方式，先為第一個成員dda1分配空間，其起始地址跟結(jié)構(gòu)的起始地址相同（剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數(shù)），該成員變量占用sizeof(double)=8個字節(jié)；接下來為第二個成員dda分配空間，這時下一個可以分配的地址對于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為8，是sizeof(char)的倍數(shù)，所以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式，該成員變量占用sizeof(char)=1個字節(jié)；接下來為第三個成員type分配空間，這時下一個可以分配的地址對于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為9，不是sizeof(int)=4的倍數(shù)，為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題，VC自動填充3個字節(jié)（這三個字節(jié)沒有放什么東西），這時下一個可以分配的地址對于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量為12，剛好是sizeof(int)=4的倍數(shù)，所以把type存放在偏移量為12的地方，該成員變量占用sizeof(int)=4個字節(jié)；這時整個結(jié)構(gòu)的成員變量已經(jīng)都分配了空間，總的占用的空間大小為：8+1+3+4=16，剛好為結(jié)構(gòu)的字節(jié)邊界數(shù)（即結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof(double)=8）的倍數(shù)，所以沒有空缺的字節(jié)需要填充。所以整個結(jié)構(gòu)的大小為：sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16，其中有3個字節(jié)是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。
下面再舉個例子，交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置，使它變成下面的情況：
struct MyStruct
{
char dda;
double dda1;
int type
}；
這個結(jié)構(gòu)占用的空間為多大呢？在VC6.0環(huán)境下，可以得到sizeof(MyStruc)為24。結(jié)合上面提到的分配空間的一些原則，分析下VC怎么樣為上面的結(jié)構(gòu)分配空間的。（簡單說明）
struct MyStruct
{
char dda; //偏移量為0，滿足對齊方式，dda占用1個字節(jié)；
double dda1; //下一個可用的地址的偏移量為1，不是sizeof(double)=8
//的倍數(shù)，需要補足7個字節(jié)才能使偏移量變?yōu)?（滿足對齊
//方式），因此VC自動填充7個字節(jié)，dda1存放在偏移量為8
//的地址上，它占用8個字節(jié)。
int type； //下一個可用的地址的偏移量為16，是sizeof(int)=4的倍
//數(shù)，滿足int的對齊方式，所以不需要VC自動填充，type存
//放在偏移量為16的地址上，它占用4個字節(jié)。
}； //所有成員變量都分配了空間，空間總的大小為1+7+8+4=20，不是結(jié)構(gòu)
//的節(jié)邊界數(shù)（即結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof
//(double)=8）的倍數(shù)，所以需要填充4個字節(jié)，以滿足結(jié)構(gòu)的大小為
//sizeof(double)=8的倍數(shù)。
所以該結(jié)構(gòu)總的大小為：sizeof(MyStruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個字節(jié)是VC自動填充的，沒有放任何有意義的東西。
VC對結(jié)構(gòu)的存儲的特殊處理確實提高CPU存儲變量的速度，但是有時候也帶來了一些麻煩，我們也屏蔽掉變量默認的對齊方式，自己可以設(shè)定變量的對齊方式。
VC中提供了#pragma pack(n)來設(shè)定變量以n字節(jié)對齊方式。n字節(jié)對齊就是說變量存放的起始地址的偏移量有兩種情況：第一、如果n大于等于該變量所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量必須滿足默認的對齊方式，第二、如果n小于該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量為n的倍數(shù)，不用滿足默認的對齊方式。結(jié)構(gòu)的總大小也有個約束條件，分下面兩種情況：如果n大于所有成員變量類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么結(jié)構(gòu)的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數(shù)的倍數(shù)；
否則必須為n的倍數(shù)。下面舉例說明其用法。
#pragma pack(push) //保存對齊狀態(tài)
#pragma pack(4)//設(shè)定為4字節(jié)對齊
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢復(fù)對齊狀態(tài)
以上結(jié)構(gòu)的大小為16，下面分析其存儲情況，首先為m1分配空間，其偏移量為0，滿足我們自己設(shè)定的對齊方式（4字節(jié)對齊），m1占用1個字節(jié)。接著開始為m4分配空間，這時其偏移量為1，需要補足3個字節(jié)，這樣使偏移量滿足為n=4的倍數(shù)（因為sizeof(double)大于n）,m4占用8個字節(jié)。接著為m3分配空間，這時其偏移量為12，滿足為4的倍數(shù)，m3占用4個字節(jié)。這時已經(jīng)為所有成員變量分配了空間，共分配了16個字節(jié)，滿足為n的倍數(shù)。如果把上面的#pragma pack(4)改為#pragma pack(16)，那么我們可以得到結(jié)構(gòu)的大小為24。（請讀者自己分析）
2、 sizeof用法總結(jié)
在VC中，sizeof有著許多的用法，而且很容易引起一些錯誤。下面根據(jù)sizeof后面的參數(shù)對sizeof的用法做個總結(jié)。
A． 參數(shù)為數(shù)據(jù)類型或者為一般變量。例如sizeof(int),sizeof(long)等等。這種情況要注意的是不同系統(tǒng)系統(tǒng)或者不同編譯器得到的結(jié)果可能是不同的。例如int類型在16位系統(tǒng)中占2個字節(jié)，在32位系統(tǒng)中占4個字節(jié)。
B． 參數(shù)為數(shù)組或指針。下面舉例說明.
int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求數(shù)組所占的空間大小
int *a=new int[50];// sizeof(a)=4; a為一個指針，sizeof(a)是求指針
//的大小,在32位系統(tǒng)中，當然是占4個字節(jié)。
C． 參數(shù)為結(jié)構(gòu)或類。Sizeof應(yīng)用在類和結(jié)構(gòu)的處理情況是相同的。但有兩點需要注意，第一、結(jié)構(gòu)或者類中的靜態(tài)成員不對結(jié)構(gòu)或者類的大小產(chǎn)生影響，因為靜態(tài)變量的存儲位置與結(jié)構(gòu)或者類的實例地址無關(guān)。
第二、沒有成員變量的結(jié)構(gòu)或類的大小為1，因為必須保證結(jié)構(gòu)或類的每一個實例在內(nèi)存中都有唯一的地址。
下面舉例說明：
Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4.
Test *s;//sizeof(s)=4,s為一個指針。
Class test1{ };//sizeof(test1)=1;
D． 參數(shù)為其他。下面舉例說明。
int func(char s[5]);
{
cout<
//數(shù)的參數(shù)在傳遞的時候系統(tǒng)處理為一個指針，所
//以sizeof(s)實際上為求指針的大小。
return 1;
}
sizeof(func(“1234”))=4//因為func的返回類型為int，所以相當于
//求sizeof(int).
以上為sizeof的基本用法，在實際的使用中要注意分析VC的分配變量的分配策略，這樣的話可以避免一些錯誤。