装水体积c语言,C语言基础之--sizeof()运算符的使用以及注意
sizeof是運算符,可用于任何變量名、類型名或常量值,當用于變量名(不是數組名)或常量時,它不需要用圓括號。它在編譯時起作用,而不是運行時。讓我們先看一個結構體:
struct?S1{
char?c;
int?i;
};
問sizeof(s1)等于多少聰明的你開始思考了,char占1個字節,int占4個字節,那么加起來就應該是5。是這樣嗎你在你機器上試過了嗎也許你是對的,但很可能你是錯的!VC6中按默認設置得到的結果為8。
我們來好好琢磨一下sizeof的定義——sizeof的結果等于對象或者類型所占的內存字節數,那就讓我們來看看S1的內存分配情況:
S1?s1?=?{?'a',?0xFFFFFFFF?};
定義上面的變量后,加上斷點,運行程序,觀察s1所在的內存,你發現了什么?以我的VC6.0為例,s1的地址為0x0012FF78,其數據內容如下:
0012FF78:?61?CC?CC?CC?FF?FF?FF?FF
發現了什么怎么中間夾雜了3個字節的CC看看MSDN上的說明:
When?applied?to?a?structure?type?or?variable,?sizeof?returns?the?actual?size,
which?may?include?padding?bytes?inserted?for?alignment.
原來如此,這就是傳說中的字節對齊啊!一個重要的話題出現了。
為什么需要字節對齊計算機組成原理教導我們這樣有助于加快計算機的取數速度,否則就得多花指令周期了。為此,編譯器默認會對結構體進行處理(實?際上其它地方的數據變量也是如此),讓寬度為2的基本數據類型(short等)都位于能被2整除的地址上,讓寬度為4的基本數據類型(int等)都位于能?被?4整除的地址上,以此類推。這樣,兩個數中間就可能需要加入填充字節,所以整個結構體的sizeof值就增長了。
讓我們交換一下S1中char與int的位置:
struct?S2{
int?i;
char?c;
};
看看sizeof(S2)的結果為多少,怎么還是8再看看內存,原來成員c后面仍然有3個填充字節,這又是為什么啊別著急,下面總結規律。
字節對齊的細節和編譯器實現相關,但一般而言,滿足三個準則:
1)?結構體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除;
2)?結構體每個成員相對于結構體首地址的偏移量(offset)都是成員大小的整數倍,如有需要編譯器會在成員之間加上填充字節(internal?adding);
3)?結構體的總大小為結構體最寬基本類型成員大小的整數倍,如有需要編譯器會在最末一個成員之后加上填充字節(trailing?padding)。
對于上面的準則,有幾點需要說明:
1)?前面不是說結構體成員的地址是其大小的整數倍,怎么又說到偏移量了呢因為有了第1點存在,所以我們就可以只考慮成員的偏移量,結構體某個成員相對于結構體首地址的偏移量可以通過宏offsetof()來獲得,這個宏也在stddef.h中定義,如下:
#define?offsetof(s,m)?(size_t)&(((s?*)0)->m)
例如,想要獲得S2中c的偏移量,方法為
size_t?pos?=?offsetof(S2,?c);//?pos等于4
2)?基本類型是指前面提到的像char、short、int、float、double這樣的內置數據類型,這里所說的“數據寬度”就是指其sizeof的大?小。由于結構體的成員可以是復合類型,比如另外一個結構體,所以在尋找最寬基本類型成員時,應當包括復合類型成員的子成員,而不是把復合成員看成是一個整?體。但在確定復合類型成員的偏移位置時則是將復合類型作為整體看待。
struct?S3{
char?c1;
S1?s;
char?c2;
};
S1的最寬簡單成員的類型為int,S3在考慮最寬簡單類型成員時是將S1“打散”看的,所以S3的最寬簡單類型為int,這樣,通過S3定義的變量,其存儲空間首地址需要被4整除,整個sizeof(S3)的值也應該被4整除。
c1的偏移量為0,s的偏移量呢這時s是一個整體,它作為結構體變量也滿足前面三個準則,所以其大小為8,偏移量為4,c1與s之間便需要3個?填充字節,而c2與s之間就不需要了,所以c2的偏移量為12,算上c2的大小為13,13是不能被4整除的,這樣末尾還得補上3個填充字節。最后得到?sizeof(S3)的值為16。
通過上面的敘述,我們可以得到一個公式:結構體的大小等于最后一個成員的偏移量加上其大小再加上末尾的填充字節數目,即:
sizeof(?struct?)?=?offsetof(?last?item?)?+?sizeof(?last?item?)?+?sizeof(?trailing?padding?)
到這里,朋友們應該對結構體的sizeof有了一個全新的認識,但不要高興得太早,有一個影響sizeof的重要參量還未被提及,那便是編譯器?的?pack指令。它是用來調整結構體對齊方式的,不同編譯器名稱和用法略有不同,VC6中通過#pragma?pack實現,也可以直接修改/Zp編譯開關。#pragma?pack的基本用法為:#pragma?pack(?n?),n為字節對齊數,其取值為1、2、4、8、16,默認是8,如果這個值比結構體成員的sizeof值小,那么,該成員的偏移量應該以此值為準,即是說,結構體成員的偏移量應該取二者的最小值,公式如下:
offsetof(?item?)?=?min(?n,?sizeof(?item?)?)
再看示例:
#pragma?pack(push)?//?將當前pack設置壓棧保存 #pragma?pack(2)?//?必須在結構體定義之前使用
struct?S1{
char?c;
int?i;
};
struct?S3{
char?c1;
S1?s;
char?c2;
};
#pragma?pack(pop)?//?恢復先前的pack設置
計算sizeof(S1)時,min(2,?sizeof(i))的值為2,所以i的偏移量為2,加上sizeof(i)等于6,能夠被2整除,所以整個S1的大小為6。
同樣,對于sizeof(S3),s的偏移量為2,c2的偏移量為8,加上sizeof(c2)等于9,不能被2整除,添加一個填充字節,所以sizeof(S3)等于10。
還有一點要注意,“空結構體”(不含數據成員)的大小不為0,而是1。試想一個“不占空間”的變量如何被取地址、兩個不同的“空結構體”變量又如何得以區分呢于是,“空結構體”變量也得被存儲,這樣編譯器也就只能為其分配一個字節的空間用于占位了。如下:
struct?S5?{?};
sizeof(?S5?);?//?結果為1
/*??第一個例子:?*/
char*?ss?=?"0123456789";
sizeof(ss);???//結果?4?===》ss是指向字符串常量的字符指針
sizeof(*ss);??//?結果?1?===》*ss是第一個字符
char?ss[]?=?"0123456789";
sizeof(ss);???//?結果?11?===》ss是數組,計算到/0位置,因此是10+1
sizeof(*ss);??//?結果?1?===》*ss是第一個字符
char?ss[100]?=?"0123456789";
sizeof(ss);??//?結果是100?===》ss表示在內存中的大小?100×1
int?ss[100]?=?"0123456789";
sizeof(ss);??//?結果?400?===》ss表示再內存中的大小?100×4
char?q[]="abc";
char?p[]="a/n";
sizeof(q),sizeof(p),strlen(q),strlen(p);??//結果是?4?3?3?2
/*???第二個例子:??*/
class?X{
int?i;
int?j;
char?k;
};
X?x;
cout<
cout<
總結
以上是生活随笔為你收集整理的装水体积c语言,C语言基础之--sizeof()运算符的使用以及注意的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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