09-c语言sizeof运算符

Hort@IT 字数: 6578 阅读耗时: 16 分钟 2026/02/27 2026/02/27 博客独享热度: 1 评论: 0

sizeof是C语言的编译时运算符，用于获取数据类型或对象的内存字节数（返回size_t类型），关键特性包括：数组名在sizeof中保留完整大小（不退化为指针）、结构体大小可能含填充字节、指针大小依赖系统位数（32位为4字节，64位为8字节）；常用作计算数组元素个数（sizeof(arr)/sizeof(arr[0])），但不可用于函数、位域或void类型。

基本概念

sizeof是C语言中的一个运算符，用于获取数据类型或对象在内存中占用的字节数
作用：避免在程序中指定依赖于计算机的数据大小
是编译时计算，不会触发任何运行时操作（不会构造/析构对象、不会调用函数等）
返回值类型为size_t，在头文件<stddef.h>中定义为无符号整数类型

语法形式

sizeof unary-expression     // 对表达式求大小
sizeof (type-name)          // 对类型名求大小

注意：

类型名必须用括号括起来（sizeof(int)）
表达式形式可以省略括号（sizeof x）
以下写法错误：sizeof int，sizeof (x)（表达式形式可省略括号）

返回值类型

返回类型为size_t（无符号整数）
通常定义为typedef unsigned int size_t;（64位系统可能是unsigned long）
在64位系统中，size_t是无符号长整型

常见类型大小（64位系统示例）

类型	大小（字节）	说明
char	1	C++标准保证
int	4	依赖于平台
short	2	依赖于平台
long	8	依赖于平台
float	4	依赖于平台
double	8	依赖于平台
long double	16	依赖于平台
指针	8	64位系统
数组	总字节数	如`int a[10]`为40字节
结构体	总字节数（含填充）	依赖于对齐规则

常见用法

1. 计算数组元素个数

int arr[10];
size_t count = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 10

关键点：数组名在sizeof中不会退化为指针，保留"整个数组"身份

2. 用于内存分配

int *buffer = (int *)calloc(100, sizeof(int)); // 100个int的内存

3. 计算结构体大小

struct Example {
    int a;
    double b;
    char c;
};
printf("Size of struct: %zu\n", sizeof(struct Example));

4. 指针大小

int *p;
printf("Size of pointer: %zu\n", sizeof(p)); // 64位系统为8

特殊情况与陷阱

1. 数组在不同上下文中的行为

上下文	sizeof(arr)	说明
在函数外	数组总大小	如`int a[10]`返回40
作为函数参数	指针大小	`void func(int arr[])`中`sizeof(arr)`为4或8
数组名参与运算	指针大小	`sizeof(a+0)`、`sizeof(&a)`为4或8

2. 结构体对齐

结构体大小可能包含填充字节
对齐规则：char(1)、short(2)、int(4)、double(8)

例如：

struct Example {
    char a;
    int b;   // 会填充3字节
    double c;
};
// 实际大小可能为16（含填充）

3. 不能使用的场景

函数：sizeof(func) 错误
位域：sizeof(struct S.f1) 错误
void类型：sizeof(void) 错误
未确定大小的数组作为结构体最后一个元素：返回没有该数组的结构体大小

4. 与strlen的区别

sizeof：计算对象在内存中占用的字节数（编译时确定）
strlen：计算字符串实际长度（运行时确定，不包括终止符'\0'）

实用示例

示例1：计算数组元素个数

int arr[10];
printf("%zu\n", sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); // 输出10

示例2：结构体大小计算

struct Point {
    int x;
    int y;
    double z;
};

printf("Size of struct: %zu\n", sizeof(struct Point)); 
// 可能为24（含填充）

示例3：指针与数组区别

int a[10];
int *p = a;
printf("%zu\n", sizeof(a));     // 40（数组总大小）
printf("%zu\n", sizeof(p));     // 8（指针大小）
printf("%zu\n", sizeof(a+0));   // 8（数组名退化为指针）
printf("%zu\n", sizeof(*a));    // 4（数组元素大小）

总结

sizeof是编译时计算，不触发运行时操作
数组名在sizeof中保留"整个数组"身份，不退化为指针
结构体大小包含填充字节，与成员大小之和可能不一致
指针大小依赖于系统位数（32位为4，64位为8）
不能用于函数、位域、void类型、动态分配的数组
常用表达式：sizeof(array)/sizeof(array[0])计算数组元素个数

掌握sizeof运算符，能帮助你在内存管理、底层编程和跨平台开发中更加得心应手。