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深入理解计算机各种类型大小（sizeof）

2015-10-12 15:40 399 查看

1. 用法

1.1 sizeof和new、delete等一样，是关键字，不是函数或者宏。

1.2 sizeof返回内存中分配的字节数，它和操作系统的位数有关。例如在常见的32位系统中，int类型占4个字节；但是在16位系统中，int类型占2个字节。

1.3 sizeof的参数可以是类型，也可以是变量，还可以是常量。对于相同类型，以上3中形式参数的sizeof返回值相同。

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 int a;

 sizeof(a); // = 4

 sizeof(int); // = 4

 sizeof(1); // = 4

1.4 C99标准规定，函数、不能确定类型的表达式以及位域（bit-field）成员不能被计算s

izeof值，即下面这些写法都是错误的。

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 void fn() { }

 sizeof(fn); // error：函数

 sizeof(fn()); // error：不能确定类型

 struct S

 {

 int a : 3;

 };

 S sa;

 sizeof( sa.a ); // error：位域成员

1.5 sizeof在编译阶段处理。由于sizeof不能被编译成机器码，所以sizeof的参数不能被编译，而是被替换成类型。

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 int a = -1;

 sizeof(a=3); // = sizeof(a) = sizeof(int) = 4

 cout<<a<<endl; // 输出-1。由于“=”操作符返回左操作数的类型，赋值操作没有执行。

2. 在32位系统中不同类型的内存分配

2.1 基本类型

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 sizeof(int); // = 4

 sizeof(double); // = 8

 sizeof(char); // = 1

 sizeof(bool); // = 1

 sizeof(short); // = 2

 sizeof(float); // = 4

 sizeof(long); // = 4

2.2 指针

指针在32位系统中占4个字节。

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 sizeof(int *); // = 4

 sizeof(double *); // = 4

 sizeof(char *); // = 4

2.3 数组

2.3.1 数组的sizeof返回整个数组所占的字节数，即（数组元素个数×每个元素所占字节）。

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 int ai[] = {1, 2};

 sizeof(ai); // = 2*4 = 8

2.3.2 常量字符串与字符数组的内存分配方式相同。

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 char ac[] = "abcd"; //注意数组末尾的字符串终结符'\0'

 sizeof(ac); // = 5*1 = 5

 sizeof("abcd"); // = 5*1 = 5

2.3.3 数组和指针所占的字节数不同，应注意区分。

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 int *pi = new int[10]; //这是指针

 sizeof(pi); // = 4



 int ai[10];

 int *p = ai; //这还是指针

 sizeof(p); // = 4



 double* (*a)[3][6]; //看成(double *) (*a)[3][6]，即一个3×6的二维数组，数组元素为指针，指向double类型。

 sizeof(a); // = 4，a为指向上述二维数组的指针

 sizeof(*a); // = sizeof(double *)*3*6 = 72，*a表示上述二维数组

 sizeof(**a); // = sizeof(double *)*6 = 24，**a即*(*a)，表示double*[6]，是元素为double指针的一维数组。

 sizeof(***a); // = sizeof(double *) = 4，表示上述一维数组中的第一个元素，元素类型为double指针。

 sizeof(****a); // = sizeof(double) = 8，表示上述数组首元素指向的double类型。

2.3.4 函数形式参数中的数组会蜕变为指针，原因是数组参数“传址调用”，调用者只需将实参的地址传递过去。有一种情况例外，那就是参数是指向数组的指针。

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 void acf(char p[3]) //参数类型是int[]，表示指向int的指针

 {

 sizeof( p ); // = 4

 }

 void aif(int p[]) //参数类型是int[]，表示指向int的指针

 {

 sizeof( p ); // = 4

 }

 void pif(int (*p)[6]) //参数类型是int (*)[6]，表示指向int数组的指针

 {

 sizeof( p); // = 4

 sizeof( *p ); // = sizeof(int)*6 = 24

 }

 void ppf(int *p[6]) //参数类型是int *[]，表示指向int指针的指针

 {

 sizeof( p ); // = 4

 sizeof( *p ); // = 4

 }

2.4. 类和结构体的内存分配。

2.4.1 空类或空结构体占一个字节。

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 class CEmpty { };

 sizeof(CEmpty); // = 1



 struct SEmpty { };

 sizeof(SEmpty); // = 1

2.4.2 非空类和结构体所占字节为所有成员占字节的和，但是不包括成员函数和静态成员所占的空间。

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 class CInt : public CEmpty {

 int i;

 };

 sizeof(CInt); // = 4;



 class CFunc {

 void f() {}

 };

 sizeof(CFunc); // = 1;

 

 struct SInt : SEmpty {

 static int i;

 };

 sizeof(SInt); // = 1;

2.4.3 字节对齐

为了加快计算机的取数速度，编译器默认对内存进行字节对齐。对结构体（包括类）进行字节对齐的原则是：

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之后加上填充字节（trailing padding）。

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 struct SByte1

 {

 double d; // 偏移量0~7

 char j; // 偏移量8

 int a; // 偏移量12~15，由于9不能整除4，故先填充9~11

 };

 sizeof(SByte1); // = 16



 struct SByte2

 {

 char j; // 偏移量0

 double d; // 偏移量8~15，由于1不能整除8，故先填充1~7

 int a; // 偏移量16~19

 };

 sizeof(SByte2); // = 24，为了凑成8的倍数，填充20~23

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 另外，可以通过#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。

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 #pragma pack(push) //保存对齐状态

 #pragma pack(4) //设定为4字节对齐

 class CByte

 {

 char c; //偏移量0

 double d; //偏移量4~11，由于1不能整除4，故先填充1~3

 int i; //偏移量12~15

 };

 #pragma pack(pop) //恢复对齐状态

 sizeof(CByte); // = 16

2.4.4 位域

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。

2.4.4.1 位域以比特位作为单位，其长度不能大于一个字节。一个位域必须存储在同一个字节中，如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。

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 struct SBit1

 {



 char a : 3;

 char b : 4;

 char c : 5;

 };

 sizeof(SBit1); // = (3+4+1+5+3) bits = 2 bytes

2.4.4.2 使用空域可以有意使某位域从下一单元开始，但是空域不能使用。

sizeof(SBit2); // = (3+4+1+5+3) bits = 3 bytes

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 struct SBit2

 {

 char a : 3;

 char : 0; // 空域

 char b : 4;

 char c : 5;

 };

 sizeof(SBit2); // = (3+4+1+5+3) bits = 3 bytes

2.4.4.3 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式，Dev-C++采取压缩方式。

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 struct SBit3

 {

 char a : 3;

 short b : 4;

 char c : 5;

 };

 sizeof(SBit3); // = 6 bytes，由于相邻位域类型不同，在VC6中其sizeof为6，在Dev-C++中为2。

2.4.4.4 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩。

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 struct SBit4

 {

 int a : 3;

 int b : 4;

 int c;

 };

 sizeof(SBit4); // = 8 bytes

2.4.4.5 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍

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{

    int a : 3;

    int b;

    int c : 5;

};

sizeof(SBit5); // = 12 bytes

2.5 联合

联合表示若干数据成员取其一，故以叠加方式分配内存，所占字节数为最大数据成员所占的字节数。

Cpp代码

union U

{

    int i;

    char c;

    double d;

};

sizeof(U); // = Max(sizeof(i), sizeof(c), sizeof(d)) = sizeof(d) = 8

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标签： C++ C sizeof

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