詳細(xì)解析C語(yǔ)言中的sizeof

字號(hào):

sizeof是c語(yǔ)言的一種單目操作符,如c語(yǔ)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(chǔ)大小。操作數(shù)可以是一個(gè)表達(dá)式或括在括號(hào)內(nèi)的類型名。操作數(shù)的存儲(chǔ)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(hào)括住。如sizeof(int)?!?BR>    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(hào)括住。如sizeof (var_name),sizeof var_name等都是正確形式。帶括號(hào)的用法更普遍,大多數(shù)程序員采用這種形式?!?BR>    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(chǔ)大小的數(shù)據(jù)類型,如未知存儲(chǔ)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?!?BR>    如sizeof(max)若此時(shí)變量max定義為int max(),sizeof(char_v) 若此時(shí)char_v定義為char char_v [max]且max未知,sizeof(void)都不是正確形式?!?BR>    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(shí)現(xiàn)所建立的對(duì)象的字節(jié)大小?!?BR>    1、若操作數(shù)具有類型char、unsigned char或signed char,其結(jié)果等于1?!?BR>    ansi c正式規(guī)定字符類型為1字節(jié)?!?BR>    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(méi)有具體規(guī)定,大小依賴于實(shí)現(xiàn),一般可能分別為2、2、2、2、4、4、4、8、10?!?BR>    3、當(dāng)操作數(shù)是指針時(shí),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?!?BR>    4、當(dāng)操作數(shù)具有數(shù)組類型時(shí),其結(jié)果是數(shù)組的總字節(jié)數(shù)?!?BR>    5、聯(lián)合類型操作數(shù)的sizeof是其字節(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(duì)象的總字節(jié)數(shù),包括任何墊補(bǔ)在內(nèi)。 
    讓我們看如下結(jié)構(gòu): 
    struct {char b; double x;} a; 
    在某些機(jī)器上sizeof(a)=12,而一般sizeof(char)+ sizeof(double)=9。 
    這是因?yàn)榫幾g器在考慮對(duì)齊問(wèn)題時(shí),在結(jié)構(gòu)中插入空位以控制各成員對(duì)象的地址對(duì)齊。如double類型的結(jié)構(gòu)成員x要放在被4整除的地址?!?BR>    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?!?BR>    四、sizeof與其他操作符的關(guān)系
    sizeof的優(yōu)先級(jí)為2級(jí),比/、%等3級(jí)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)高。它可以與其他操作符一起組成表達(dá)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(gè)主要用途是與存儲(chǔ)分配和i/o系統(tǒng)那樣的例程進(jìn)行通信。例如: 
    void *malloc(size_t size), 
    size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,file * stream)?!?BR>    2、sizeof的另一個(gè)的主要用途是計(jì)算數(shù)組中元素的個(gè)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(shí)現(xiàn)時(shí)可能出現(xiàn)變化,建議在涉及到操作數(shù)字節(jié)大小時(shí)用sizeof來(lái)代替常量計(jì)算。
    本文主要包括二個(gè)部分,第一部分重點(diǎn)介紹在vc中,怎么樣采用sizeof來(lái)求結(jié)構(gòu)的大小,以及容易出現(xiàn)的問(wèn)題,并給出解決問(wèn)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(qǐng)看下面的結(jié)構(gòu):
    struct mystruct
    {
    double dda1;
    char dda;
    int type
    };
    對(duì)結(jié)構(gòu)mystruct采用sizeof會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果呢?sizeof(mystruct)為多少呢?也許你會(huì)這樣求:
    sizeof(mystruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
    但是當(dāng)在vc中測(cè)試上面結(jié)構(gòu)的大小時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)sizeof(mystruct)為16。你知道為什么在vc中會(huì)得出這樣一個(gè)結(jié)果嗎?
    其實(shí),這是vc對(duì)變量存儲(chǔ)的一個(gè)特殊處理。為了提高cpu的存儲(chǔ)速度,vc對(duì)一些變量的起始地址做了“對(duì)齊”處理。在默認(rèn)情況下,vc規(guī)定各成員變量存放的起始地址相對(duì)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(duì)齊方式(vc6.0,32位系統(tǒng))。
    類型
    對(duì)齊方式(變量存放的起始地址相對(duì)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(shí)候根據(jù)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的順序依次申請(qǐng)空間,同時(shí)按照上面的對(duì)齊方式調(diào)整位置,空缺的字節(jié)vc會(huì)自動(dòng)填充。同時(shí)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(gè)成員變量申請(qǐng)空間后,還會(huì)根據(jù)需要自動(dòng)填充空缺的字節(jié)。
    下面用前面的例子來(lái)說(shuō)明vc到底怎么樣來(lái)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(shí)候,vc根據(jù)成員變量出現(xiàn)的順序和對(duì)齊方式,先為第一個(gè)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(gè)字節(jié);接下來(lái)為第二個(gè)成員dda分配空間,這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)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(duì)齊方式,該成員變量占用sizeof(char)=1個(gè)字節(jié);接下來(lái)為第三個(gè)成員type分配空間,這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)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(duì)齊方式對(duì)偏移量的約束問(wèn)題,vc自動(dòng)填充3個(gè)字節(jié)(這三個(gè)字節(jié)沒(méi)有放什么東西),這時(shí)下一個(gè)可以分配的地址對(duì)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(gè)字節(jié);這時(shí)整個(gè)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)中占用空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)sizeof(double)=8)的倍數(shù),所以沒(méi)有空缺的字節(jié)需要填充。所以整個(gè)結(jié)構(gòu)的大小為:sizeof(mystruct)=8+1+3+4=16,其中有3個(gè)字節(jié)是vc自動(dòng)填充的,沒(méi)有放任何有意義的東西。