C/C++ 深入理解计算机各种类型大小（sizeof）

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。

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。

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。

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

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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

另外，可以通过#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。

#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