NDK 詳細解析C語言中的sizeof

2021-09-12 04:42:36 字數 4046 閱讀 4638

[b]一、sizeof的概念[/b]

sizeof是c語言的一種單目操作符,如c語言的其他操作符++、--等。它並不是函式。[b]sizeof操作符以位元組形式給出了其運算元的儲存大小。[/b]運算元可以是乙個表示式或括在括號內的型別名。運算元的儲存大小由運算元的型別決定。

[b]二、sizeof的使用方法[/b]

1、用於資料型別 

sizeof使用形式:sizeof(type) 

資料型別必須用括號括住。如sizeof(int)。 

2、用於變數 

sizeof使用形式:sizeof(var_name)或sizeof var_name 

變數名可以不用括號括住。如sizeof (var_name),sizeof var_name等都是正確形式。帶括號的用法更普遍,大多數程式設計師採用這種形式。 

注意:sizeof操作符不能用於函式型別,不完全型別或位字段。不完全型別指具有未知儲存大小的資料型別,如未知儲存大小的陣列型別、未知內容的結構或聯合型別、void型別等。 

如sizeof(max)若此時變數max定義為int max(),sizeof(char_v) 若此時char_v定義為char char_v [max]且max未知,sizeof(void)都不是正確形式。 

[b]三、sizeof的結果[/b]

sizeof操作符的結果型別是size_t,它在標頭檔案中typedef為unsigned int型別。該型別保證能容納實現所建立的最大物件的位元組大小。 

1、若運算元具有型別char、unsigned char或signed char,其結果等於1。 

ansi c正式規定字元型別為1位元組。 

2、int、unsigned int 、short int、unsigned short 、long int 、unsigned long 、float、double、long double型別的sizeof 在ansi c中沒有具體規定,大小依賴於實現,一般可能分別為2、2、2、2、4、4、4、8、10。 

3、當運算元是指標時,sizeof依賴於編譯器。例如microsoft c/c++7.0中,near類指標位元組數為2,far、huge類指標位元組數為4。一般unix的指標位元組數為4。 

4、當運算元具有陣列型別時,其結果是陣列的總位元組數。 

5、聯合型別運算元的sizeof是其最大位元組成員的位元組數。結構型別運算元的sizeof是這種型別物件的總位元組數,包括任何墊補在內。 

讓我們看如下結構: 

struct  a; 

在某些機器上sizeof(a)=12,而一般sizeof(char)+ sizeof(double)=9。 

這是因為編譯器在考慮對齊問題時,在結構中插入空位以控制各成員物件的位址對齊。如double型別的結構成員x要放在被4整除的位址。 

6、如果運算元是函式中的陣列形參或函式型別的形參,sizeof給出其指標的大小。

[b]四、sizeof與其他操作符的關係[/b]

sizeof的優先順序為2級,比/、%等3級運算子優先順序高。它可以與其他操作符一起組成表示式。如i*sizeof(int);其中i為int型別變數。

[b]五、sizeof的主要用途[/b]

1、sizeof操作符的乙個主要用途是與儲存分配和i/o系統那樣的例程進行通訊。例如: 

void *malloc(size_t size), 

size_t fread(void * ptr,size_t size,size_t nmemb,file * stream)。 

2、sizeof的另乙個的主要用途是計算陣列中元素的個數。例如: 

void * memset(void * s,int c,sizeof(s))。

[b]六、建議[/b]

由於運算元的位元組數在實現時可能出現變化,建議在涉及到運算元位元組大小時用sizeof來代替常量計算。

本文主要包括二個部分,第一部分重點介紹在vc中,怎麼樣採用sizeof來求結構的大小,以及容易出現的問題,並給出解決問題的方法,第二部分總結出vc中sizeof的主要用法。

1、 sizeof應用在結構上的情況

請看下面的結構:

struct mystruct

;對結構mystruct採用sizeof會出現什麼結果呢?sizeof(mystruct)為多少呢?也許你會這樣求:

sizeof(mystruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13

但是當在vc中測試上面結構的大小時,你會發現sizeof(mystruct)為16。你知道為什麼在vc中會得出這樣乙個結果嗎?

其實,這是vc對變數儲存的乙個特殊處理。為了提高cpu的儲存速度,vc對一些變數的起始位址做了「對齊」處理。在預設情況下,vc規定各成員變數存放的起始位址相對於結構的起始位址的偏移量必須為該變數的型別所占用的位元組數的倍數。下面列出常用型別的對齊方式(vc6.0,32位系統)。

型別對齊方式(變數存放的起始位址相對於結構的起始位址的偏移量)

char

偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數

int

偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數

float

偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數

double

偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數

short

偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數

各成員變數在存放的時候根據在結構**現的順序依次申請空間,同時按照上面的對齊方式調整位置,空缺的位元組vc會自動填充。同時vc為了確保結構的大小為結構的位元組邊界數(即該結構中占用最大空間的型別所占用的位元組數)的倍數,所以在為最後乙個成員變數申請空間後,還會根據需要自動填充空缺的位元組。

下面用前面的例子來說明vc到底怎麼樣來存放結構的。

struct mystruct

;為上面的結構分配空間的時候,vc根據成員變數出現的順序和對齊方式,先為第乙個成員dda1分配空間,其起始位址跟結構的起始位址相同(剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數),該成員變數占用sizeof(double)=8個位元組;接下來為第二個成員dda分配空間,這時下乙個可以分配的位址對於結構的起始位址的偏移量為8,是sizeof(char)的倍數,所以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式,該成員變數占用sizeof(char)=1個位元組;接下來為第三個成員type分配空間,這時下乙個可以分配的位址對於結構的起始位址的偏移量為9,不是sizeof(int)=4的倍數,為了滿足對齊方式對偏移量的約束問題,vc自動填充3個位元組(這三個位元組沒有放什麼東西),這時下乙個可以分配的位址對於結構的起始位址的偏移量為12,剛好是sizeof(int)=4的倍數,所以把type存放在偏移量為12的地方,該成員變數占用sizeof(int)=4個位元組;這時整個結構的成員變數已經都分配了空間,總的占用的空間大小為:8+1+3+4=16,剛好為結構的位元組邊界數(即結構中占用最大空間的型別所占用的位元組數sizeof(double)=8)的倍數,所以沒有空缺的位元組需要填充。所以整個結構的大小為:sizeof(mystruct)=8+1+3+4=16,其中有3個位元組是vc自動填充的,沒有放任何有意義的東西。

下面再舉個例子,交換一下上面的mystruct的成員變數的位置,使它變成下面的情況:

struct mystruct

;這個結構占用的空間為多大呢?在vc6.0環境下,可以得到sizeof(mystruc)為24。結合上面提到的分配空間的一些原則,分析下vc怎麼樣為上面的結構分配空間的。(簡單說明)

struct mystruct

;//所有成員變數都分配了空間,空間總的大小為1+7+8+4=20,不是結構

//的節邊界數(即結構中占用最大空間的型別所占用的位元組數sizeof

//(double)=8)的倍數,所以需要填充4個位元組,以滿足結構的大小為

//sizeof(double)=8的倍數。

所以該結構總的大小為:sizeof(mystruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個位元組是vc自動填充的,沒有放任何有意義的東西。

vc對結構的儲存的特殊處理確實提高cpu儲存變數的速度,但是有時候也帶來了一些麻煩,我們也遮蔽掉變數預設的對齊方式,自己可以設定變數的對齊方式。

vc中提供了#pragma pack(n)來設定變數以n位元組對齊方式。n位元組對齊就是說變數存放的起始

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