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(); //值为4，等价于sizeof(int)，因为2的类型为int
sizeof( + 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) * ]; //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：

1. 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：

1. 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：

1. char a[];
   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：

1. void func(char a[])
   {
       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：

1. char *b = "helloworld";
   char *c[];
   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：

1. #include <iostream>
   using namespace std;  
   
   float FuncP(int a, float b)
   {
       return a + b;
   }  
   
   int FuncNP()
   {
       return ;
   }  
   
   void Func()
   {
   }  
   
   int main()
   {
   cout<<sizeof(FuncP(, 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 ;
   }