所以,sizeof是不可能支持链式表达式的,这也是和一元操作符不一样的地方。
结论:
不要把sizeof当成函数,也不要看作一元操作符,把他当成一个特殊的编译预处理。
2、sizeof的用法
sizeof有两种用法:
(1)sizeof(object)
也就是对对象使用sizeof,也可以写成sizeofobject的形式。
例如:
(2)sizeof(typename)
也就是对类型使用sizeof,注意这种情况下写成sizeoftypename是非法的。
下面举几个例子说明一下:
inti=2;
cout<cout<cout<cout<(2)<cout<cout<对于操作符,一定要加()
可以看出,加()是永远正确的选择。
结论:
不论sizeof要对谁取值,最好都加上()。
3、数据类型的sizeof
(1)C++固有数据类型
32位C++中的基本数据类型,也就char,shortint(short),int,longint(long),float,double,longdouble
大小分别是:
1,2,4,4,4,8,8。
考虑下面的代码:
cout<unsigned影响的只是最高位bit的意义,数据长度不会被改变的。
结论:
unsigned不能影响sizeof的取值。
(2)自定义数据类型
typedef可以用来定义C++自定义类型。
考虑下面的问题:
typedefshortWORD;
typedeflongDWORD;
cout<<(sizeof(short)==sizeof(WORD))<cout<<(sizeof(long)==sizeof(DWORD))<结论:
自定义类型的sizeof取值等同于它的类型原形。
(3)函数类型
考虑下面的问题:
intf1(){return0;};
doublef2(){return0.0;}
voidf3(){}
cout<cout<cout<无法对void类型使用sizeof
cout<无法对函数指针使用sizeof
cout<被认为是double
结论:
对函数使用sizeof,在编译阶段会被函数返回值的类型取代,
4、指针问题
考虑下面问题:
cout<cout<cout<可以看到,不管是什么类型的指针,大小都是4的,因为指针就是32位的物理地址。
结论:
只要是指针,大小就是4。
(64位机上要变成8也不一定)。
顺便唧唧歪歪几句,C++中的指针表示实际内存的地址。
和C不一样的是,C++中取消了模式之分,也就是不再有small,middle,big,取而代之的是统一的flat。
flat模式采用32位实地址寻址,而不再是c中的segment:
offset模式。
举个例子,假如有一个指向地址f000:
8888的指针,如果是C类型则是8888(16位,只存储位移,省略段),far类型的C指针是f0008888(32位,高位保留段地址,地位保留位移),C++类型的指针是f8888(32位,相当于段地址*16+位移,但寻址范围要更大)。
5、数组问题
考虑下面问题:
chara[]="abcdef";
intb[20]={3,4};
charc[2][3]={"aa","bb"};
cout<cout<cout<数组a的大小在定义时未指定,编译时给它分配的空间是按照初始化的值确定的,也就是7。
c是多维数组,占用的空间大小是各维数的乘积,也就是6。
可以看出,数组的大小就是他在编译时被分配的空间,也就是各维数的乘积*数组元素的大小。
结论:
数组的大小是各维数的乘积*数组元素的大小。
这里有一个陷阱:
int*d=newint[10];
cout<d是我们常说的动态数组,但是他实质上还是一个指针,所以sizeof(d)的值是4。
再考虑下面的问题:
double*(*a)[3][6];
cout<cout<cout<cout<cout<a是一个很奇怪的定义,他表示一个指向double*[3][6]类型数组的指针。
既然是指针,所以sizeof(a)就是4。
既然a是执行double*[3][6]类型的指针,*a就表示一个double*[3][6]的多维数组类型,因此sizeof(*a)=3*6*sizeof(double*)=72。
同样的,**a表示一个double*[6]类型的数组,所以sizeof(**a)=6*sizeof(double*)=24。
***a就表示其中的一个元素,也就是double*了,所以sizeof(***a)=4。
至于****a,就是一个double了,所以sizeof(****a)=sizeof(double)=8。
(崩溃中。
。
。
)
6、向函数传递数组的问题。
考虑下面的问题:
#include
usingnamespacestd;
intSum(inti[])
{
intsumofi=0;
for(intj=0;j{
sumofi+=i[j];
}
returnsumofi;
}
intmain()
{
intallAges[6]={21,22,22,19,34,12};
cout<system("pause");
return0;
}
Sum的本意是用sizeof得到数组的大小,然后求和。
但是实际上,传入自函数Sum的,只是一个int类型的指针,所以sizeof(i)=4,而不是24,所以会产生错误的结果。
解决这个问题的方法使是用指针或者引用。
使用指针的情况:
intSum(int(*i)[6])
{
intsumofi=0;
for(intj=0;j{
sumofi+=(*i)[j];
}
returnsumofi;
}
intmain()
{
intallAges[]={21,22,22,19,34,12};
cout<system("pause");
return0;
}
在这个Sum里,i是一个指向i[6]类型的指针,注意,这里不能用intSum(int(*i)[])声明函数,而是必须指明要传入的数组的大小,不然sizeof(*i)无法计算。
但是在这种情况下,再通过sizeof来计算数组大小已经没有意义了,因为此时大小是指定为6的。
使用引用的情况和指针相似:
intSum(int(&i)[6])
{
intsumofi=0;
for(intj=0;j{
sumofi+=i[j];
}
returnsumofi;
}
intmain()
{
intallAges[]={21,22,22,19,34,12};
cout<system("pause");
return0;
}
这种情况下sizeof的计算同样无意义,所以用数组做参数,而且需要遍历的时候,函数应该有一个参数来说明数组的大小,而数组的大小在数组定义的作用域内通过sizeof求值。
因此上面的函数正确形式应该是:
#include
usingnamespacestd;
intSum(int*i,unsignedintn)
{
intsumofi=0;
for(intj=0;j{
sumofi+=i[j];
}
returnsumofi;
}
intmain()
{
intallAges[]={21,22,22,19,34,12};
cout<system("pause");
return0;
}
7、字符串的sizeof和strlen
考虑下面的问题:
chara[]="abcdef";
charb[20]="abcdef";
strings="abcdef";
cout<cout<cout<cout<cout<与string类实际结构有关。
)
cout<s不是一个字符指针。
a[1]='\0';
cout<cout<strlen是寻找从指定地址开始,到出现的第一个0之间的字符个数,他是在运行阶段执行的,而sizeof是得到数据的大小,在这里是得到字符串的容量。
所以对同一个对象而言,sizeof的值是恒定的。
string是C++类型的字符串,他是一个类,所以sizeof(s)表示的并不是字符串的长度,而是类string的大小。
strlen(s)根本就是错误的,因为strlen的参数是一个字符指针,如果想用strlen得到s字符串的长度,应该使用sizeof(s.c_str()),因为string的成员函数c_str()返回的是字符串的首地址。
实际上,string类提供了自己的成员函数来得到字符串的容量和长度,分别是Capacity()和Length()。
string封装了常用了字符串操作,所以在C++开发过程中,最好使用string代替C类型的字符串。
8、从union的sizeof问题看cpu的对界
考虑下面问题:
(默认对齐方式)
unionu
{
doublea;
intb;
};
unionu2
{
chara[13];
intb;
};
unionu3
{
chara[13];
charb;
};
cout<cout<cout<共用体和结构体有下列区别:
1.共用体和结构体都是由多个不同的数据类型成员组成,但在任何同一时刻,共用体只存放了一个被选中的成员,而结构体的所有成员都存在。
2.对于共用体的不同成员赋值,将会对其它成员重写,原来成员的值就不存在了,而对于结构体的不同成员赋值是互不影响的。
都知道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intb。
由于int类型成员的存在,使u2的对齐方式变成4,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。
顺便提一下CPU对界问题,32的C++采用8位对界来提高运行速度,所以编译器会尽量把数据放在它的对界上以提高内存命中率。
对界是可以更改的,使用#pragmapack(x)宏可以改变编译器的对界方式,默认是8。
C++固有类型的对界取编译器对界方式与自身大小中较小的一个。
例如,指定编译器按2对界,int类型的大小是4,则int的对界为2和4中较小的2。
在默认的对界方式下,因为几乎所有的数据类型都不大于默认的对界方式8(除了longdouble),所以所有的固有类型的对界方式可以认为就是类型自身的大小。
更改一下上面的程序:
#pragmapack
(2)
unionu2
{
chara[13];
intb;
};
unionu3
{
chara[13];
charb;
};
#pragmapack(8)
cout<cout<由于手动更改对界方式为2,所以int的对界也变成了2,u2的对界取成员中最大的对界,也是2了,所以此时sizeof(u2)=14。
结论:
C++固有类型的对界取编译器对界方式与自身大小中较小的一个。
9、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)
structs1
{
chara;
doubleb;
intc;
chard;
};
structs2
{
chara;
charb;
intc;
doubled;
};
cout<cout<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。
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:
structs1
{
chara[8];
};
structs2
{
doubled;
};
structs3
{
s1s;
chara;
};
structs4
{
s2s;
chara;
};
cout<cout<cout<cout<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。
10、不要让double干扰你的位域(他不解释,我不懂,汗,没听说过位域这回事发!
!
)
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:
structs1
{
inti:
8;
intj:
4;
doubleb;
inta:
3;
};
structs2
{
inti;
intj;
doubleb;
inta;
};
structs3
{
inti;
intj;
inta;
doubleb;
};
structs4
{
inti:
8;
intj:
4;
inta:
3;
doubleb;
};
cout<cout<cout<cout<可以看到,有double存在会干涉到位域(sizeof的算法参考上一节),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。