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sizeof()的簡單介紹

2020-01-26 16:19:00
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供稿:網(wǎng)友

(一)基本概念

    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)使用方法

1、用于數(shù)據(jù)類型

    sizeof使用形式:sizeof(type) ,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應(yīng)用在結(jié)構(gòu)上的情況

    請看下面的結(jié)構(gòu):

復制代碼 代碼如下:

struct MyStruct
{   
double doub;
char ch;  
int i;
};

   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

以下是測試代碼:

復制代碼 代碼如下:

#include
using namespace std;
struct MyStruct
{
    double doub;
    char ch;
    int i;
};

int main()
{
    MyStruct ms;
    cout << sizeof(ms) << endl;
    return 0;
}


測試結(jié)果:

   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(ms)為16。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)。

常用類型的對齊方式

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)
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)
float偏移量必須為sizeof(float)即4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)。

復制代碼 代碼如下:

struct MyStruct

{

    double doub;

    char ch;

    int i;

};


   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doub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ch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ch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i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i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:

復制代碼 代碼如下:

struct MyStruct
{
    char ch;
    double doub;
    int i;
};

    在VC環(huán)境下,可以得到sizeof(MyStruct)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:

復制代碼 代碼如下:

struct MyStruct

{

    char ch;        // 偏移量為0,滿足對齊方式,ch占用1個字節(jié);

    double doub;    //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),doub存放在偏移量為8

                    //的地址上,它占用8個字節(jié)。

    int i;            //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,i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(MyStruct)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:

復制代碼 代碼如下:

#pragma pack(push)  //保存對齊狀態(tài)
#pragma pack(4)        //設(shè)定為4字節(jié)對齊
struct MyStruct
{
    char ch;
    double doub;
    int i;
};
#pragma pack(pop)    //恢復對齊狀態(tài)

測試結(jié)果:

(四)sizeof用法總結(jié)

1. 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)。

2. 參數(shù)為數(shù)組或指針。

    下面舉例說明.

復制代碼 代碼如下:

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)。


3.  參數(shù)為其他。

復制代碼 代碼如下:

int func(char s[5])
{
    return 1;              //函數(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。
}
sizeof(func("1234")); //因為func的返回類型為int,所以相當于求sizeof(int),其值為4.

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