★深入解析sizeof操作符★

3. 不适用场合 sizeof 操作符不能用于不完全类型定义，例如数组必须有确定的维数，结构体有完整的 成员列表定义。 例： extern int arr[]; struct s; sizeof(arr); // Error sizeof(s); // Error 4. 一般用法 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) cout<<sizeof(int); // 4 double d; cout<<sizeof(d); // 8 char str[]=”0123456789”; cout<<sizeof(str); // 11（注意字符串的结束字符’\0’） char str[100]=”0123456789”; cout<<sizeof(str); // 100 char *p=”0123456789”; cout<<sizeof(p); // 4（p 的类型是字符指针） char *p=(char *)malloc(100); cout<<sizeof(p); // 4（同上） string str(“0123456789”); cout<<sizeof(str.c_str()); // 4（同上）
★深入解析 sizeof 操作符★
更新日期：08/20/2010 1. 描述 sizeof 操作符以字节形式给出了其操作数的存储空间，操作数的存储空间有操作数的类 型决定。操作数可以是变量、类型（需加括号）或表达式。 2. 使用场合 1) 2) 动态分配内存时，计算需要分配的内存空间大小 由于不同平台相同类型的所占的字节数不同，可以使用 sizeof 代替常量计算
6. 高级用法之——struct 的空间计算 总体上遵循三个原则（即内存对齐原则） ： (1) 结构体变量的起始地址是占用空间最大的成员（的类型）所占字节数的整倍数 (2) 整体空间是占用空间最大的成员（的类型）所占字节数的整倍数 (3) 内存按结构成员的先后顺序排列，当排到该成员变量时，其前面已摆放的空间大小 必须是该成员类型大小的整倍数，如果不够则补齐，以此向后类推。 注意： 数组按照单个变量一个一个的摆放， 而不是看成整体。 如果成员中有自定义的类、 结构体，也要注意数组问题。 看下面的例子：(默认对齐方式下) struct s1 { char a; double b; int c; char d; }; struct s2 { char a; char b; int c; double d; }; cout<<sizeof(s1)<<endl; // 24 cout<<sizeof(s2)<<endl; // 16 同样是两个 char 类型，一个 int 类型，一个 double 类型，但是因为对齐问题，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。 这里有个陷阱，对于结构体中的结构体成员，不要认为它的对齐方式就是他的大小，看 下面的例子：
5. 高级用法之——数组的空间计算 数组和指针的 sizeof 运算有着细微的区别。如果数组变量被传入函数中做 sizeof 运算， 则和指针的 sizeof 运算相同，否则会得到整个数组占用内存的总大小。这是因为数组变 量在作为参数传递时会被隐式转换为指针。 例： char str[] = “0123456789”; cout<<sizeof(str); // 11 void func(char str[]) { cout<<sizeof(str); // 4 }
class Derived: public Base{ public: virtual void print() {}; virtual void print2() {}; private: int b; }; cout<<sizeof(Base); // 8（Base.a + 虚函数表指针） cout<<sizeof(Derived); // 12（Base.a + Derived.b + 虚函数表指针） 4）虚继承 对于虚继承的类， 系统会为子类安插一个指向父类的指针， 如果有多个虚继承的父类则 有多个这样的指针。 例： class A{}; class B{}; class C:virtual public A, virtual public B {}; cout<<sizeof(A); // 1（空类） cout<<sizeof(B); // 1（空类） cout<<sizeof(C); // 8（指向 A 的指针 + 指向 B 的指针） 10. 与 strlen()比较 1) 2) sizeof 是操作符， 结果类型为 size_t(unsigned int)， 而 strlen 是函数， 返回类型为 size_t。 sizeof 计算数据（包括变量和类型）所占内存空间（需考虑内存对齐） ，用字节数表 示；strlen 只能用以字符’\0’结尾的字符串作参数，计算字符串的字符数（不包括结 尾字符’\0’） 。 sizeof 的值在编译阶段求得，而 strlen 要在运行时才能求得结果。 数组在作为 sizeof 的操作数时，不会隐式转换为指针；而在传递给 strlen 时就隐式 转换为指针。
int b; }; cout<<sizeof(u2); // 16（字节对齐数为 4） 8. 高级用法之——位域的空间计算 在结构体和类中， 可以使用位域来规定某个成员所能占用的空间， 所以使用位域能在一 定程度上节省结构体占用的空间。不过考虑下面的代码： struct s1 { int i: 8; int j: 4; double b; int a:3; }; struct s2 { int i; int j; double b; int a; }; struct s3 { int i; int j; int a; double b; }; struct s4 { int i: 8; int j: 4; int a:3; double b; }; cout<<sizeof(s1)<<endl; // 24 cout<<sizeof(s2)<<endl; // 24 cout<<sizeof(s3)<<endl; // 24 cout<<sizeof(s4)<<endl; // 16 可以看到，有 double 存在会干涉到位域，所以使用位域的的时候，最好把 float 类型和
double 类型放在程序的开始或者最后。 9. 高级用法之——类的空间计算 1）空类 每个类的实例（空类也可以生产实例对象）在内存中都有一个独一无二的地址，为了达 到这个目的， 编译器往往会给一个空类隐含的加一个字节 （不同编译器增加的字节数可能不 一样） ，这样空类在实例化后在内存得到了独一无二的地址。 例（gcc 4.3.4） ： class A {}; class B {}; class C {}; cout<<sizeof(A); // 1（不同编译器可能不一样） cout<<sizeof(B); // 1 cout<< sizeof(C); // 1 A a; B b; C c; cout<<&a; // 0x22cd53（具体地址值可能不同） cout<<&b; // 0x22cd52 cout<<&c; // 0x22cd51 2）静态成员变量 在计算类的大小时， 除了考虑内存对齐问题外， 由于静态成员变量不属于类的任何一个 实例，而是存放在全局数据区被类共享，并不计算在类大小里面，我们可以把类的静态成员 变量当做一个特殊的全局变量。例： calss A{ public: int i; static double d; A(); ~A(); } cout << sizeof(A) << endl; // 4 3）虚函数 在计算类的大小时， 如果该类有虚函数， 则系统会维护一个指向该类的虚函数表的指针， 每个表项对应着一个虚函数。 例： class Base{ public: virtual void print() {}; private: int a; };
struct s1 { char a[8]; }; struct s2 { double d; }; struct s3 { s1 s; char a; }; struct s4 { s2 s; char a; }; cout<<sizeof(s1)<<endl; // 8 cout<<sizeof(s2)<<endl; // 8 cout<<sizeof(s3)<<endl; // 9 cout<<sizeof(s4)<<endl; // 16; s1 和 s2 大小虽然都是 8，但是 s1 的对齐方式是 1，s2 是 8（double） ，所以在 s3 和 s4 中才有这样的差异。 所以，在自己定义结构体的时候，如果空间紧张的话，最好考虑对齐因素来排列结构体 里的元素。 7. 高级用法之——union 的空间计算 整体空间大小是占用空间最大的成员所占字节数。例 1： union u{ int i; char c; float f; double d; short s; }; cout << sizeof(u); // 8 例 2： Union u2{ char arr[13];