sizeof、strlen之一

素颜马尾好姑娘i 2021-10-26 17:50 332阅读 0赞

***解析C/C++语言中的sizeof***

**一、sizeof的概念**  
　　sizeof是C语言的一种单目操作符，如C语言的其他操作符++、--等。它并不是函数。sizeof操作符以字节形式给出了其操作数的存储大小。操作数可以是一个表达式或括在括号内的类型名。操作数的存储大小由操作数的类型决定。

**二、sizeof的使用方法**  
　　1、用于数据类型

sizeof使用形式：sizeof（type）

数据类型必须用括号括住。如sizeof（int）。

2、用于变量

sizeof使用形式：sizeof（var\_name）或sizeof var\_name

变量名可以不用括号括住。如sizeof (var\_name)，sizeof var\_name等都是正确形式。带括号的用法更普遍，大多数程序员采用这种形式。

注意：sizeof操作符不能用于函数类型，不完全类型或位字段。不完全类型指具有未知存储大小的数据类型，如未知存储大小的数组类型、未知内容的结构或联合类型、void类型等。

如sizeof(max)若此时变量max定义为int max(),sizeof(char\_v) 若此时char\_v定义为char char\_v \[MAX\]且MAX未知，sizeof(void)都不是正确形式。

**三、sizeof的结果**

sizeof操作符的结果类型是size\_t，它在头文件中typedef为unsigned int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。

1、若操作数具有类型char、unsigned char或signed char，其结果等于1。

ANSI C正式规定字符类型为1字节。

2、int（4）、unsigned int（4） 、short int（2）、unsigned short（2） 、long int（4） 、unsigned long （4）、float（4）、double（8）、long double（8）类型的sizeof 在ANSI C中没有具体规定，大小依赖于实现括号内为sizeof的结果。

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1说明sizeof和strlen之间的区别  
  
由以下几个例子我们说明sizeof和strlen之间的区别：  
  
(1)  
char\* ss ="0123456789";  
sizeof(ss)为4, ss是指向字符串常量的字符指针  
strlen(\*ss)为1，\*ss是第一个字符  
(2)  
char ss\[\] = "0123456789";  
sizeof(ss)为11, ss是数组，计算到'\\0'的位置，因此是(10+1)  
sizeof(\*ss)为1，\*ss是第一个字符  
(3)  
char ss\[100\] = "0123456789";  
sizeof(ss)为100，ss表示在内存中预分配的大小，100\*1。  
strlen(ss)为10， 它的内部实现是用一个循环计算字符串的长度，直到'\\0'为止。  
(4)  
int ss\[100\]="0123456789";  
sizeof(ss)为400，ss表示在内存中的大小，100\*4。  
strlen(ss)错误，strlen的参数只能是char\*，且必须是以'\\0'结尾的。  
(5)  
class X  
\{  
int i;  
int j;  
char k;  
\};  
  
X x;  
cout<<sizeof(X)<<endl; //结果为12, 内存补齐  
cout<<sizeof(x)<<endl; //结果为12  
两者的区别：  
(1) sizeof操作符的结果类型是size\_t，它在头文件 中的typedef为unsinged int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。  
(2) sizeof是算符，strlen是函数。  
(3) sizeof可以用类型作参数，strlen只能用char\*作参数，且必须是以'\\0'结尾的。sizeof还可以用函数作参数。比如：  
short f();  
printf("%d\\n",sizeof(f()));  
输出的结果是sizeof(short)，即2。  
(4)数组作sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针。  
(5) 大部分编译器在编译的时候就把sizeof计算过了，是类型或是变量的长度。这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因：  
char str\[20\] = "0123456789";  
int a = strlen(str); //a = 10  
int b = sizeof(str); //而b=20  
(6) strlen的结果要在运行的时候才能计算出来。用来计算字符串的长度，而不是类型占用内存的大小。  
(7) sizeof后如果是类型必须加括号，如果是变量名可以不加括号，这是因为sizeof是个操作符而不是个函数。  
(8)当使用了一个结构类型或变量时，sizeof返回实际的大小。当使用一静态的空间数组时，sizeof返回全部数组的尺寸。sizeof操作符不能返回被动态分配的数组或外部的数组的尺寸。  
(9)数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组，传递的是数组的首地址，如：fun(char\[8\])、fun(char\[\])都等价于fun(char\*)。在C++里传递数组永远都是传递指向数组首元素的指针，编译器不知道数组的大小。如果在函数内知道数组的大小，需要这样做：进入函数后用memcpy将数组拷贝出来，长度由另一个形参传进去。代码如下：  
fun(unsigned char\*p1, int len)  
\{  
unsigned char \*buf = new unsigned char\[len+1\];  
memcpy(buf, p1, len);  
\}  
  
(10)计算结构变量的大小就必须讨论数据对齐问题。为了使CPU存取的首都最快（这同CPU取数操作有关，详细的介绍可以参考计算机组成原理），C++在处理数据时经常把结构变量中的成员的大小按照4或8的倍数计算，这就叫数据对齐(data alignment)。这样做可能会浪费一些内存，但在理论上CPU速度快了。当然，这样的设置会在读写一些别的应用程序生成的数据文件或交换数据时带来不便。MS VC++中的对齐设定，有时候sizeof得到的实际不等。一般在VC++中加上\#program pack(n)的设定即可。或者如果要按字节存储，而不进行数据对齐，可以在Options对话框中修改Advanced Compiler选项卡中的"Data Alginment"为按字节对齐。  
(11)sizeof操作符不能用于函数类型、不完全类型或位字段。不完全类型指具有位置存储大小数据的数据类型嗯，如未知存储大小的数组类型嗯，未知内容的结构或联合类型，void类型等。  
5. 说明sizeof的使用场合  
(1)sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/0系统那样的例程进行通信。例如：  
void \*malloc(size\_t size);  
size\_t fread(void \*ptr, size\_t size, size\_t nmemb, FILE \*stream);  
(2)用它可以看看某种类型的对象在内存中所占的单元字节。例如：  
void \*memset(void \*s, int c, sizeof(s));  
(3)在动态分配一个对象时，可以让系统知道要分配多少内存。  
(4)便于一些类型的扩充。在windows中有很多结构类型就有一个专用的字段用来存放该类型的字节大小  
(5)由于操作数的字节数在实现时可能出现变化，建议在涉及到操作数字节大小时用sizeof代替常量计算。  
(6)如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参，sizeof给出其指针的大小。  
6. How many bytes will be occupied for the variable (definition: int \*\*a\[3\]\[4\])?  
A. 64 B.12 C.48 D.128  
答案：C

3、当操作数是指针时，sizeof依赖于编译器。例如Microsoft C/C++7.0中，near类指针字节数为2，far、huge类指针字节数为4。一般Unix的指针字节数为4， 一般来说指针字节数为4。

例1：

int \*p;

int a\[5\];

p = a;

sizeof(p)的结果是4。

例2：

const char\* pstars\[\]=\{"aa","bb","cc","dd"\};

const int starCount=size of pstars/sizeof pstars\[0\];

starCount是指针数组pstars中的元素个数4。

因为pstars是一个常指针数组，const代表指针中的数据不能修改，即不能使用诸如\*pstars\[0\] = 'c';之类，会有编译错误的。

先放下const不谈，pstars的数组成员是4个指针，所以其占用的空间是4个指针所占用的空间即4\*4 = 16，而pstars\[0\]是该数组的一个元素，即一个指针，所占空间即为4个字节。所以最后计算结果为4。

4、当操作数具有数组类型时，其结果是数组的总字节数。

例如：int a\[12\];sizeof(a)的结果是12 \* 4 = 48。

5、联合类型操作数的sizeof是其最大字节成员的字节数。结构类型操作数的sizeof是这种类型对象的总字节数，包括任何垫补在内。

让我们看如下结构：

struct \{char b; double x;\} a;

vc6.0结果为16。

这是因为编译器在考虑对齐问题时，在结构中插入空位以控制各成员对象的地址对齐。如double类型的结构成员x要放在被8整除的地址。可以通过\#pragma pack(n)改变字节对齐。

例如：

struct mystruct1\{  
char a; //1  
int b; //4  
short c; //2  
long d; //4

double e; //8  
\};

默认的结构体的sizeof结果是24。

\#pragma pack(2)

struct mystruct1\{  
char a; //1  
int b; //4  
short c; //2  
long d; //4

double e; //8  
\};

此时结果为20。

我的推论：

默认时以最大字节作为存储单位，即8字节，而对齐方式则以两两之间的最大字节对齐，比如char与int以4字节对齐，占用了一个8字节空间，short重新开始一个8字节空间，short与long以4字节对齐，再结合成一个8字节空间，同时double单独占用一个8字节空间，所以最后总空间为24字节。

改变对齐方式为2字节时，则char以2字节后接int的2个2字节，再接short的2字节，再接long的2个2字节最后接double的4个2字节，此时计算总数为2字节 \* （1+2+1+2+4）= 20字节。

注意：\#pragma pack()可以还原为默认对齐方式，而要改变其对齐方式，\#pragma pack(n)必须放在使用之前。也可以使用

\#pragma pack(push) //保存对齐状态

\#pragma pack(pop) //恢复对齐状态

这一对来进行对齐方式的改变。

C++中类也是类似结构体的sizeof的计算方式，计算类对象中数据成员所占用的空间，不过static对象不计算在内。

例如：

class A\{  
char b;  
static double x;  
public:  
void count(int \*aa);  
\};

此时sizeof(A)的结果是1。

6、如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参，sizeof给出其指针的大小。

例如：

void a(int \*c)

printf("%d/n",sizeof(c));

void a(int c\[13\])

printf("%d/n",sizeof(c));

打印的都是4。

**四、sizeof与其他操作符的关系**  
　　sizeof的优先级为2级，比/、%等3级运算符优先级高。它可以与其他操作符一起组成表达式。如i\*sizeof（int）；其中i为int类型变量。

**五、sizeof的主要用途**  
　　1、sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/O系统那样的例程进行通信。例如：

void \*malloc（size\_t size）,

size\_t fread(void \* ptr,size\_t size,size\_t nmemb,FILE \* stream)。

2、sizeof的另一个的主要用途是计算数组中元素的个数。例如：

void \* memset（void \* s,int c,sizeof(s)）。

**六、建议**  
　　由于操作数的字节数在实现时可能出现变化，建议在涉及到操作数字节大小时用sizeof来代替常量计算。

***解析C/C++语言中的strlen与sizeof的区别***

1.从功能定义上，strlen函数，用来求字符串的长度，sizeof函数是用来求指定变量或变量类型等所占用内存的大小；

2.sizeof是运算符，而strlen是C库函数strlen只能用char\*做参数，且以'/0'结尾的；

对于静态数组处理：

char str\[20\]="0123456789";

strlen(str)=10; //表示数组中字符串的长度

sizeof(str)=20; //表示数组变量分配的长度

对于指针处理：

char \*str="0123456789";

strlen(str)=10; //表示字符串的长度

sizeof(str)=4; //表示指针变量的所占内存大小

sizeof(\*str)=1; //表示'0'这个字符变量的所占内存大小

参考：

sizeof：

[http://www.zxbc.cn/html/20081009/66510.html][http_www.zxbc.cn_html_20081009_66510.html]

[http://dev.chinaitzhe.com/c/2008-06/121394082764090.html][http_dev.chinaitzhe.com_c_2008-06_121394082764090.html]

[http://dev.csdn.net/Develop/article/42/42446.shtm][http_dev.csdn.net_Develop_article_42_42446.shtm]

[http://www.softhouse.com.cn/news/show/1660.html][http_www.softhouse.com.cn_news_show_1660.html]

strlen：

[http://blog.chinaunix.net/u1/36719/showart\_288193.html][http_blog.chinaunix.net_u1_36719_showart_288193.html]

以上均使用VC6.0进行测试。

[http_www.zxbc.cn_html_20081009_66510.html]: http://www.zxbc.cn/html/20081009/66510.html
[http_dev.chinaitzhe.com_c_2008-06_121394082764090.html]: http://dev.chinaitzhe.com/c/2008-06/121394082764090.html
[http_dev.csdn.net_Develop_article_42_42446.shtm]: http://dev.csdn.net/Develop/article/42/42446.shtm
[http_www.softhouse.com.cn_news_show_1660.html]: http://www.softhouse.com.cn/news/show/1660.html
[http_blog.chinaunix.net_u1_36719_showart_288193.html]: http://blog.chinaunix.net/u1/36719/showart_288193.html