【c++】【转】C++ sizeof 使用规则及陷阱分析

/article/4937596.html

sizeof不是函数，更像一个特殊的宏，它是在编译阶段求值得。sizeof作用范围内即()里面的内容是被替换成类型

int a = 0;
cout << sizeof(1 == 2) << endl;
cout << sizeof(a = 3) << endl;
cout << a << endl;

输出1，4，0

sizeof有两种用法：

（1）sizeof(object) 或 sizeof object

也就是对对象使用sizeof，也可以写成sizeof object 的形式

（2）sizeof(typename)
也就是对类型使用sizeof，注意这种情况下写成sizeof typename是非法的

int i = 2;
cout << sizeof i << endl;//正确
cout << sizeof int << endl;//错误

基本数据类型的sizeof

（1）C++内置数据类型

char,short int(short),int,long int(long),float,double, long double,long long大小分别是：1，2，4，4，4，8, 8, 8

unsigned不能影响sizeof的取值。

（2）函数类型

int f1(){ return 0; }
double f2(){ return 0; }
void f3(){ return; }
void main()
{
cout << sizeof(f1()) << endl;//输出4
cout << sizeof(f2()) << endl;//输出8
cout << sizeof(f3()) << endl;//编译时出错
cout << sizeof(f1) << endl;//编译时出错
system("pause");
}

对函数使用sizeof，在编译阶段会被函数返回值的类型取代

（3）指针问题

cout << sizeof(string*) << endl; // 4
cout << sizeof(int*) << endl; // 4
cout << sizeof(char****) << endl; // 4

（4）数组问题

char a[] = "abcdef";
char b[] = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
int c[20] = { 3, 4 };
char d[2][3] = { "aa", "bb" };
cout << sizeof(a) << endl; // 7, 表示字符串
cout << sizeof(b) << endl; // 6， 仅表示字符数组
cout << sizeof(c) << endl; // 80
cout << sizeof(d) << endl; // 6
cout << sizeof(*a) << endl;//1
cout << sizeof(*b) << endl;//1
cout << sizeof(*c) << endl;//4
cout << sizeof(*d) << endl;//3

注意陷阱：(数组名与指针的区别)

int *d = new int[10];
cout<<sizeof(d)<<endl; // 4

（5）向函数传递数组的问题。

数组名作为函数参数时会自动退化成同类型的指针

复杂数据类型中sizeof及其数据对齐问题

（1）、union的sizeof问题与cpu的边界对齐

考虑下面问题（默认对齐方式）：

void main()
{
union u//8对齐
{
double a;
int b;
};
union u2//4对齐
{
char a[13];
int b;
};
union u3
{
char a[13];
char b;
};

cout << sizeof(u) << endl;//8
cout << sizeof(u2) << endl;//16
cout << sizeof(u3) << endl;//13
system("pause");
}

union的大小取决于它所有的成员中，占用空间最大的一个成员的大小。所以对于u来说，大小就是最大的double类型成员a了，所以sizeof(u)=sizeof(double)=8。但是对于u2和u3，最大的空间都是char[13]类型的数组，为什么u3的大小是13，而u2是16呢？关键在于u2中的成员int b。由于int类型成员的存在，使u2的对齐方式变成4(4字节对齐)，也就是说，u2的大小必须在4的对界上，所以占用的空间变成了16（最接近13的对界）。

结论：复合数据类型，如union，struct，class的对齐方式为成员中对齐方式最大的成员的对齐方式。
（2）、struct的sizeof问题

因为对齐问题使结构体的sizeof变得比较复杂，看下面的例子：(默认对齐方式下)

void main()
{
struct s1
{
char a;
double b;
int c;
char d;
};
struct s2
{
char a;
char d;
int c;
double b;
};
cout << sizeof(s1) << endl;//24
cout << sizeof(s2) << endl;//16
system("pause");
}

这里数据对齐与struct中元素的顺序相关. 上面例子中只是改变了struct中成员的定义顺序

同样是两个char类型，一个int类型，一个double类型，但是因为对界问题，导致他们的大小不同。

计算结构体大小可以采用元素摆放法，我举例子说明一下：首先，CPU判断结构体的对界，根据上一节的结论，s1和s2的对界都取最大的元素类型，也就是double类型的对界8。然后开始摆放每个元素。
对于s1，首先把a放到8的对界，假定是0，此时下一个空闲的地址是1，但是下一个元素d是double类型，要放到8的对界上，离1最接近的地址是8了，所以d被放在了8，此时下一个空闲地址变成了16，下一个元素c的对界是4，16可以满足，所以c放在了16，此时下一个空闲地址变成了20，下一个元素d需要对界1，也正好落在对界上，所以d放在了20，结构体在地址21处结束。由于s1的大小需要是8的倍数，所以21-23的空间被保留，s1的大小变成了24。



对于s2，首先把a放到8的对界，假定是0，此时下一个空闲地址是1，下一个元素的对界也是1，所以b摆放在1，下一个空闲地址变成了2；下一个元素c的对界是4，所以取离2最近的地址4摆放c，下一个空闲地址变成了8，下一个元素d的对界是8，所以d摆放在8，所有元素摆放完毕，结构体在15处结束，占用总空间为16，正好是8的倍数。



对于struct,class,union中各个成员在摆放时，地址需要是该成员类型大小的整数倍，同时整个struct大小是最大成员对齐大小的整数倍

类class 中的sizeof特别探讨

（1）不带virtual函数时

class A{};
class B
{
private:
int value;
double a;
};
void main()
{
cout << sizeof(A) << endl;//1,使得A的不同的对象在内存中都有着独特的地址
cout << sizeof(B) << endl;//16
system("pause");
}

（2）带virtual函数时

class A
{
public:
virtual void foo(){}
private:
int m1;
double m2;
};
class B
{
public:
virtual void foo(){}
private:
double m2;
int m1;
};
void main()
{
cout << sizeof(A) << endl;//24
cout << sizeof(B) << endl;//24
system("pause");
}

不懂