C++学习笔记——sizeof 用法的详细总结及例程

sizeof 运算符返回一条表达式或一个类型名字所占用的字节数。sizeof运算符满足右结合律，其所得的值是一个 size_t 类型的常量表达式。运算符的运算对象有两种形式：

                sizeof（type）
                sizeof expr

在第二种形式中，sizeof 返回的是表达式结果类型的大小。与众不同的一点是，sizeof 并不实际计算其运算对象的值：

              Sales_data data,*p;  //
              sizeof(Sales_data);  // 存储Sales_data 类型的对象所占空间的大小
              sizeof data;         // data的类型的大小 即 sizeof(Sales_data)
              sizeof p;            // 指针所占空间的大小
              sizeof *p;           // p 所指类型的空间大小 即 sizeof（Sales_data）
              sizeof data.revenue; // Sales_data 的 revenue 成员对应类型的大小
              sizeof Sales_data::revenue; // 另一种获取 revenue 的方法

sizeof * p 的具体说明：
首先，因为 sizeof 满足右结合律并且与 * 的优先级相同，所以表达式按照从右向左的顺序组合。也就是说它等价于sizeof（ * p）。
其次，因为 sizeof 不会实际求运算对象的值，所以 p 即使是一个无效（未初始化）的指针也不会有什么影响。在 sizeof 中解引用一个无效的指针依旧是一种安全的行为，因为指针实际上并没有真正被使用。sizeof 不需要真的解引用指针也能知道它所指对象的类型。

sizeof 运算符的结果部分地依赖于其作用的类型

1）对 char 或者类型为 char 的表达式执行 sizeof 运算，结果得 1
2）对引用类型执行 sizeof 运算得到被引用对象所占空间的大小
3）对指针执行 sizeof 运算得到指针本身所占空间的大小
4）对解引用指针执行 sizeof 运算得到指针指向的对象所占空间的大小，指针不需要有效
5）对数组执行 sizeof 运算得到整个数组所占空间的大小，等价于对数组中所有元素各执行一次 sizeof 运算并将所得结果求和。注意 sizeof 不会把数组转换成指针来处理
6）对 string 对象或者 vector 对象执行 sizeof 运算只返回该类型固定部分的大小，不会计算对象中的元素占了多少空间。

在进行实例的编程前我们需要简单了解下常见类型的字节长度
不同的数据类型在32位和64位下所占字节的区别

32位编译器：

  char ：1个字节
  char*（即指针变量）: 4个字节（32位的寻址空间是2^32, 即32个bit，也就是4个字节。同理64位编译器）
  short int : 2个字节
  int： 4个字节
  unsigned int : 4个字节
  float: 4个字节
  double: 8个字节
  long: 4个字节
  long long: 8个字节
  unsigned long: 4个字节

64位编译器：

  char ：1个字节
  char*(即指针变量): 8个字节
  short int : 2个字节
  int： 4个字节
  unsigned int : 4个字节
  float: 4个字节
  double: 8个字节
  long: 8个字节
  long long: 8个字节
  unsigned long: 8个字节

下面我们通过实例来深入了解下 sizeof 的作用


#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    double x[100];double *p=x;
    int m;
    vector<double> a;
    a.push_back(1);
    cout<<"指向double型的 *p 的长度为"<<sizeof(*p)<<endl;
    cout<<"指针  p  的长度为"<<sizeof(p)<<endl;
    cout<<"数组  x  的长度为"<<sizeof(x)<<endl;
    cout<<"指针 *x  的长度为"<<sizeof(*x)<<endl;
    cout<<"vector a 的长度为"<<sizeof(a)<<endl;

    cout<<"该方法常用于求解数组的长度"<<sizeof(x)/sizeof(*x)<<endl; //常用于计算数组的长度
    //cout<<sizeof(p)/sizeof(*p)<<endl;  
    cout<<"表达式返回布尔类型的长度"<<sizeof( m==1)<<endl;      
    cout<<"表达式返回 int 类型的长度"<<sizeof(m=2)<<endl;
    //------------------练习题中的sizeof--------------------
    char arr[]={4,3,9,9,2,0,1,5};
    char *str=arr;
    cout<<"字符数组str的长度为"<<sizeof(arr)<<endl;
    cout<<"指针str的长度为"<<sizeof(str)<<endl;
    cout<<"字符串str的长度为"<<strlen(str)<<endl;
    //------------------结构体中的size of--------------------
    struct st
    {
        int *p;
        int i;
        char a;
    };
    cout<<"结构体st的长度为"<<sizeof(st)<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

32位编译器的运行结果：
这里写图片描述

64位编译器的运行结果：
这里写图片描述

值得注意的地方有三个

1）cout<<"字符串str的长度为"<<strlen(str)<<endl;当遇到 0时转为 /0 也就是字符串的终止符，所以结果是 5
2）vector 型的数组，它并不是返回当前数组中元素的个数
3）struct 对齐问题
以下内容引自：http://blog.csdn.net/happymawolf/article/details/6343407

struct AT
{
    char a;
    char b;
    int  c;
    char d;
};

int main(void)
{
    AT at;
    cout<<sizeof(at)<<endl;

    return 0;
}

执行结果为：

12
请按任意键继续. . .

在程序执行前，可能很多人已经预见了其执行结果为12，在struct AT中最长字节的成员是c，有四个字节，在编译过程因为会对其进行字节对齐处理，c占4个字节，d占4个字节，又因为a和b都各有1个字节，而且和不足对齐的4个字节，所以a和b共同占4个字节，这样，总共加起来，一个AT对象有12个字节（4（a+b）+4（c）+4(d））。ok，如果你对上面的分析很是透彻，那恭喜你，你已经知其然了！俗话说：不知其然，庸人！知其然，强人！知其所以然，则是圣人！作为强人的你是否还想成为万人仰视的圣人呢？那我们就再进一步探个究竟。

到底为啥编译器要对struct做对齐处理呢？其实这句话有点片面，编译器会对所有的代码进行对齐处理，不值struct，那到底为啥要这么做呢？那我们就引用下前人的研究成果来做下说明：

现代计算机中内存空间都是按照byte划分的，从理论上讲似乎对任何类型的变量的访问可以从任何地址开始，但实际情况是在访问特定类型变量的时候经常在特定的内存地址访问，这就需要各种类型数据按照一定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。
对齐的作用和原因：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不同。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。比如有些架构的CPU在访问一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.其他平台可能没有这种情况，但是最常见的是如果不按照适合其平台要求对数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。比如有些平台每次读都是从偶地址开始，如果一个int型（假设为32位系统）如果存放在偶地址开始的地方，那么一个读周期就可以读出这32bit，而如果存放在奇地址开始的地方，就需要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。

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C++学习笔记——sizeof 用法的详细总结及例程

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