摘要：
Sizeof的作用非常簡(jiǎn)單：求對(duì)象或者類(lèi)型的大小。然而sizeof又非常復(fù)雜，它涉及到很多特殊情況，本篇把這些情況分門(mén)別類(lèi)，總結(jié)出了sizeof的10個(gè)特性：
(0)sizeof是運(yùn)算符，不是函數(shù)；
(1)sizeof不能求得void類(lèi)型的長(zhǎng)度；
(2)sizeof能求得void類(lèi)型的指針的長(zhǎng)度；
(3)sizeof能求得靜態(tài)分配內(nèi)存的數(shù)組的長(zhǎng)度!
(4)sizeof不能求得動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存的大小!
(5)sizeof不能對(duì)不完整的數(shù)組求長(zhǎng)度；
(6)當(dāng)表達(dá)式作為sizeof的操作數(shù)時(shí)，它返回表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果的類(lèi)型大小，但是它不對(duì)表達(dá)式求值！
(7)sizeof可以對(duì)函數(shù)調(diào)用求大小，并且求得的大小等于返回類(lèi)型的大小，但是不執(zhí)行函數(shù)體！
(8)sizeof求得的結(jié)構(gòu)體(及其對(duì)象)的大小并不等于各個(gè)數(shù)據(jù)成員對(duì)象的大小之和！
(9)sizeof不能用于求結(jié)構(gòu)體的位域成員的大小，但是可以求得包含位域成員的結(jié)構(gòu)體的大小！
概述：
Sizeof是C/C++中的關(guān)鍵字，它是一個(gè)運(yùn)算符，其作用是取得一個(gè)對(duì)象(數(shù)據(jù)類(lèi)型或者數(shù)據(jù)對(duì)象)的長(zhǎng)度(即占用內(nèi)存的大小，以byte為單位)。其中類(lèi)型包含基本數(shù)據(jù)類(lèi)型(不包括void)、用戶自定義類(lèi)型(結(jié)構(gòu)體、類(lèi))、函數(shù)類(lèi)型。數(shù)據(jù)對(duì)象是指用前面提到的類(lèi)型定義的普通變量和指針變量(包含void指針)。不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)的大小在不同的平臺(tái)下有所區(qū)別，但是c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定所有編譯平臺(tái)都應(yīng)該保證sizeof(char)等于1。關(guān)于sizeof的更多概述你可以在msdn總輸入sizeof進(jìn)行查詢。
看了上面這些，或許你看了沒(méi)有多少感覺(jué)。沒(méi)關(guān)系，下面我將詳細(xì)列出sizeof的諸多特性，這些特性是造成sizeof是一個(gè)較刁鉆的關(guān)鍵字的原因：
十大特性：
特性0：sizeof是運(yùn)算符，不是函數(shù)
這個(gè)特性是sizeof的最基本特性，后面的很多特性都是受到這個(gè)特性的影響，正因?yàn)閟izeof不是函數(shù)，因此我們不把它所要求得長(zhǎng)度的對(duì)象叫做參數(shù)，我本人習(xí)慣上叫做操作數(shù)(這不嚴(yán)謹(jǐn)，但是有助于我記住sizeof是個(gè)操作符)。
特性1：sizeof不能求得void類(lèi)型的長(zhǎng)度
是的，你不能用sizeof(void)，這將導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤：illegal
sizeof operand。事實(shí)上你根本就無(wú)法聲明void類(lèi)型的變量，不信你就試試void a;這樣的語(yǔ)句，編譯器同樣會(huì)報(bào)錯(cuò)：illegal use of type 'void'。或許你要問(wèn)為什么，很好，學(xué)東西不能只知其然，還要知其所以然。我們知道聲明變量的一個(gè)重要作用就是告訴編譯器該變量需要多少存儲(chǔ)空間。然而，void是“空類(lèi)型”，什么是空類(lèi)型呢，你可以理解成不知道存儲(chǔ)空間大小的類(lèi)型。既然編譯器無(wú)法確定void類(lèi)型的變量的存儲(chǔ)大小，那么它自然不讓你聲明這樣的變量。當(dāng)然了，聲明void類(lèi)型的指針是可以的！這就是特性2的內(nèi)容。
特性2：sizeof能求得void類(lèi)型的指針的長(zhǎng)度
在特性1中說(shuō)過(guò)，可以申明void類(lèi)型的指針，也就是說(shuō)編譯器可以確定void類(lèi)型的指針?biāo)加玫拇鎯?chǔ)空間。事實(shí)上確實(shí)如此，目前，幾乎所有平臺(tái)上的所有版本的編譯器都把指針的大小看做4byte，不信你試試sizeof(int*);sizeof(void*);sizeof(double*)；sizeof(Person*)；等等，它們都等于4！為什么呢？問(wèn)得好，我將盡全力對(duì)此作出解釋?zhuān)浩鋵?shí)指針也是變量，只不過(guò)這個(gè)變量很特殊，它是存放其他變量的地址的變量。又由于目前32位計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的程序段的尋址范圍都是4GB，尋址的最小單元是byte，4GB等于232Byte，這么多的內(nèi)存其地址如果編碼呢，只需要用32個(gè)bit就行了，而32bit = 32/8 = 4byte，也就是說(shuō)只需要4byte就能存儲(chǔ)這些內(nèi)存的地址了。因此對(duì)任何類(lèi)型的指針變量進(jìn)行sizeof運(yùn)算其結(jié)果就是4！
特性3：sizeof能求得靜態(tài)分配內(nèi)存的數(shù)組的長(zhǎng)度!
Int a[10];int n = sizeof(a);假設(shè)sizeof(int)等于4，則n= 10*4=40；特別要注意：char
ch[]=”abc”;sizeof(ch);結(jié)果為4，注意字符串?dāng)?shù)組末尾有’\0’！通常我們可以利用sizeof來(lái)計(jì)算數(shù)組中包含的元素個(gè)數(shù)，其做法是：int n = sizeof(a)/sizeof(a[0]);
非常需要注意的是對(duì)函數(shù)的形參數(shù)組使用sizeof的情況。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)有如下的函數(shù)：
void fun(int array[10])
{
int n = sizeof(array);
}
你會(huì)覺(jué)得在fun內(nèi)，n的值為多少呢？如果你回答40的話，那么我很遺憾的告訴你，你又錯(cuò)了。這里n等于4，事實(shí)上，不管形參是int的型數(shù)組，還是float型數(shù)組，或者其他任何用戶自定義類(lèi)型的數(shù)組，也不管數(shù)組包含多少個(gè)元素，這里的n都是4！為什么呢？原因是在函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)，數(shù)組被轉(zhuǎn)化成指針了，或許你要問(wèn)為什么要轉(zhuǎn)化成指針，原因可以在很多書(shū)上找到，我簡(jiǎn)單說(shuō)一下：假如直接傳遞整個(gè)數(shù)組的話，那么必然涉及到數(shù)組元素的拷貝(實(shí)參到形參的拷貝)，當(dāng)數(shù)組非常大時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致函數(shù)執(zhí)行效率極低！而只傳遞數(shù)組的地址(即指針)那么只需要拷貝4byte。
特性4：sizeof不能求得動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存的大小!
假如有如下語(yǔ)句：int*
a = new int[10];int n = sizeof(a);那么n的值是多少呢？是40嗎？答案是否定的！其實(shí)n等于4，因?yàn)閍是指針，在特性2中講過(guò)：在32位平臺(tái)下，所有指針的大小都是4byte！切記，這里的a與特性3中的a并不一樣！很多人(甚至一些老師)都認(rèn)為數(shù)組名就是指針，其實(shí)不然，二者有很多區(qū)別的，要知詳情，請(qǐng)看《c專(zhuān)家編程》。通過(guò)特性3和特性4，我們看到了數(shù)組和指針有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，這些關(guān)系也是導(dǎo)致程序潛在錯(cuò)誤的一大因素，關(guān)于指針與數(shù)組的關(guān)系問(wèn)題我將在《C/C++刁鉆問(wèn)題各個(gè)擊破之指針與數(shù)組的秘密》一文中進(jìn)行詳細(xì)介紹。
特性3指出sizeof能求靜態(tài)分配的數(shù)組的大小，而特性4說(shuō)明sizeof不能求的動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存的大小。于是有人認(rèn)為sizeof是編譯時(shí)進(jìn)行求值的，并給出理由：語(yǔ)句int array[sizeof(int)*10];能編譯通過(guò)，而很多書(shū)上都說(shuō)過(guò)數(shù)組大小是編譯時(shí)就確定下來(lái)的，既然前面的語(yǔ)句能編譯通過(guò)，所以認(rèn)為sizeof是編譯時(shí)進(jìn)行求值的。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步測(cè)試我發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)論有些武斷！至少是有些不嚴(yán)謹(jǐn)！因?yàn)樵趯?shí)現(xiàn)了c99標(biāo)準(zhǔn)的編譯器(如DEV C++)中可以定義動(dòng)態(tài)數(shù)組，即：語(yǔ)句：int num;cin>>num; int arrary[num];是對(duì)的(注意在vc6.0中是錯(cuò)的)。因此我就在DEV C++中對(duì)剛才的array利用語(yǔ)句int n
=sizeof(array);cout<<n<<endl來(lái)求大小，結(jié)果編譯通過(guò)，運(yùn)行時(shí)輸入num的值10之后，輸出n等于40！在這里很明顯num的值是運(yùn)行時(shí)才輸入的，因此sizeof不可能在編譯時(shí)就求得array的大小！這樣一來(lái)sizeof又變成是運(yùn)行時(shí)求值的了。
那么到底sizeof是編譯時(shí)求值還是運(yùn)行時(shí)求值呢？最開(kāi)初c標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定sizeof只能編譯時(shí)求值，后來(lái)c99又補(bǔ)充規(guī)定sizeof可以運(yùn)行時(shí)求值。但值得注意的是，即便是在實(shí)現(xiàn)了c99標(biāo)準(zhǔn)的DEV C++中仍然不能用sizeof求得動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存的大小！
特性5：sizeof不能對(duì)不完整的數(shù)組求長(zhǎng)度！
在闡述該特性之前，我們假設(shè)有兩個(gè)源文件：file1.cpp和file2.cpp，其中file1.cpp中有如下的定義：
int arrayA[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int arrayB[10] = {11,12,13,14,15,16,17,18,19,20};
file2.cpp包含如下幾個(gè)語(yǔ)句：
extern
arrayA[];
extern
arrayB[10];
cout<<sizeof(arrayA)<<endl; //編譯出錯(cuò)！！
cout<<sizeof(arrayB)<<endl;
在file2.cpp中第三條語(yǔ)句編譯出錯(cuò)，而第條語(yǔ)句正確，并且能輸出40！為什么呢？原因就是sizeof(arrayA)試圖求不完整數(shù)組的大小。這里的不完整的數(shù)組是指數(shù)組大小沒(méi)有確定的數(shù)組！sizeof運(yùn)算符的功能就是求某種對(duì)象的大小，然而聲明：extern int arrayA[]只是告訴編譯器arrayA是一個(gè)整型數(shù)組，但是并沒(méi)告訴編譯器它包含多少個(gè)元素，因此對(duì)file2.cpp中的sizeof來(lái)說(shuō)它無(wú)法求出arrayA的大小，所以編譯器干脆不讓你通過(guò)編譯。
那為什么sizeof(arrayB)又可以得到arraryB的大小呢?關(guān)鍵就在于在file2.cpp中其聲明時(shí)使用extern
int arrayB[10]明確地告訴編譯器arrayB是一個(gè)包含10個(gè)元素的整型數(shù)組，因此大小是確定的。
到此本特性講解差不多要結(jié)束了。其實(shí)本問(wèn)題還能引申出連接和編譯等知識(shí)點(diǎn)，但是目前我暫時(shí)還沒(méi)自信對(duì)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的，徹底的講解，因此不便在此班門(mén)弄斧，不久的將來(lái)我會(huì)在本系列中加上相關(guān)問(wèn)題的闡述。
特性6：當(dāng)表達(dá)式作為sizeof的操作數(shù)時(shí)，它返回表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果的類(lèi)型大小，但是它不對(duì)表達(dá)式求值！
為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，我們來(lái)看如下的程序語(yǔ)句：
char ch = 1;
int num=1;
int n1 =
sizeof(ch+num);
int n2 = sizeof(ch =
ch+num);
假設(shè)char占用1byte，int占用4byte，那么執(zhí)行上面的程序之后，n1，n2，ch的值是多少呢？我相信有不少人會(huì)認(rèn)為n1與n2相等，也有不少人認(rèn)為ch等于2，事實(shí)這些人都錯(cuò)了。事實(shí)上n1等于4，n2等于1，ch等于1，為什么呢？請(qǐng)看分析：
由于默認(rèn)類(lèi)型轉(zhuǎn)換的原因，表達(dá)式ch+num的計(jì)算結(jié)果的類(lèi)型是int，因此n1的值為4！而表達(dá)式ch=ch+num；的結(jié)果的類(lèi)型是char，記住雖然在計(jì)算ch+num時(shí)，結(jié)果為int，但是當(dāng)把結(jié)果賦值給ch時(shí)又進(jìn)行了類(lèi)型轉(zhuǎn)換，因此表達(dá)式的最終類(lèi)型還是char，所以n2等于1。n1,n2的值分別為4和1，其原因正是因?yàn)閟izeof返回的是表達(dá)式計(jì)算結(jié)果的類(lèi)型大小，而不是表達(dá)式中占用最大內(nèi)存的變量的類(lèi)型大小！
對(duì)于n2=sizeof(ch
=ch+num);乍一看該程序貌似實(shí)現(xiàn)了讓ch加上num并賦值給ch的功能，事實(shí)并非如此！由于sizeof只關(guān)心類(lèi)型大小，所以它自然不應(yīng)該對(duì)表達(dá)式求值，否則有畫(huà)蛇添足之嫌了。但是，在支持變長(zhǎng)數(shù)組定義的（即實(shí)現(xiàn)了c99標(biāo)準(zhǔn)的）編譯器(dev C++)中執(zhí)行了int len = 3;cout<<sizeof(int [++len])<<”,”<<len;輸出是多少呢？答案是16,4！這里的++len卻執(zhí)行了！很不可理喻吧？這到底是為什么呢？我翻閱了《The New C Standard》一書(shū)，這主要是由于可變長(zhǎng)度的數(shù)組的長(zhǎng)度需要在其長(zhǎng)度表達(dá)式求值之后才能確定大小，因此上述情況下，sizeof中的++len執(zhí)行了。
正是因?yàn)閟izeof的操作數(shù)中的某些表達(dá)式會(huì)被執(zhí)行，而有些表達(dá)式不會(huì)被執(zhí)行，這里告誡各位，盡量不要在sizeof中直接對(duì)表達(dá)式求大小，以免出現(xiàn)錯(cuò)誤，你可以將sizeof(ch = ch+num)；改寫(xiě)成 ch = ch +num;sizeof(ch);雖然多了一條語(yǔ)句，看似冗余了，其實(shí)好處多多：首先更加清晰明了，其次不會(huì)出現(xiàn)ch等于1這樣的錯(cuò)誤(假設(shè)程序的邏輯本身就是要執(zhí)行ch = ch +num;)。
特性7：sizeof可以對(duì)函數(shù)調(diào)用求大小，并且求得的大小等于返回類(lèi)型的大小，但是不執(zhí)行函數(shù)體！
假設(shè)有如下函數(shù)（是一個(gè)寫(xiě)得很不好的函數(shù)，但是能很好的說(shuō)明需要闡述的問(wèn)題）：
int fun(int& num,const int& inc)
{
float div = 2.0;
double ret =0;
num = num+inc;
ret = num/div;
return ret;
}那么語(yǔ)句：
int a = 3;
int b = 5;
cout<<sizeof(fun(a,b))<<endl;
cout<<a<<endl;輸出多少呢？不同的人會(huì)給出不同的答案，我將對(duì)sizeof(fun(a,b))的值和a的值分別進(jìn)行討論：
首先sizeof(fun(a,b))的值：其正確是4，因?yàn)橛胹izeof求函數(shù)調(diào)用的大小時(shí)，它得到的是函數(shù)返回類(lèi)型的大小，而fun(a,b)的返回類(lèi)型是int，sizeof(int)等于4。很多人把函數(shù)的返回類(lèi)型和返回值的類(lèi)型弄混淆了，認(rèn)為sizeof(fun(a,b))的值是8,因?yàn)楹瘮?shù)返回值是ret,而ret被定義成double，sizeof(doube)等于8。注意，雖然函數(shù)返回值類(lèi)型是double，但是在函數(shù)返回時(shí)，將該值進(jìn)行了類(lèi)型轉(zhuǎn)換(這里的轉(zhuǎn)換不安全)。也有人錯(cuò)誤的認(rèn)為sizeof(fun(a,b))的值是12，它們的理由是：fun內(nèi)部定義了兩個(gè)局部變量，一個(gè)是float一個(gè)是double，而sizeof(float)+sizeof(doube)= 4+8=12。這樣的答案看似很合理，其實(shí)他們是錯(cuò)誤地認(rèn)為這里的sizeof是在求函數(shù)內(nèi)部的變量的大小了。這當(dāng)然是錯(cuò)誤的。
接下來(lái)看a的值：其正確答案是3！還記得特性6嗎？這里很類(lèi)似，sizeof的操作對(duì)象是函數(shù)調(diào)用時(shí)，它不執(zhí)行函數(shù)體！為此，建議大家不要把函數(shù)體放在sizeof后面的括號(hào)里，這樣容易讓人誤以為函數(shù)執(zhí)行了，其實(shí)它根本沒(méi)執(zhí)行。
既然對(duì)函數(shù)條用使用sizeof得到的是函數(shù)返回類(lèi)型的大小，那么很自然能得出這樣的結(jié)論：不能對(duì)返回類(lèi)型為void的函數(shù)使用sizeof求其大小！原因請(qǐng)參考特性1。同理，對(duì)返回類(lèi)型是任何類(lèi)型的指針的函數(shù)調(diào)用使用sizeof求得的大小都為4，原因請(qǐng)參考特性2。
最后我們來(lái)看看這樣的語(yǔ)句：cout<<sizeof(fun)；其答案是多少呢？其實(shí)它得不到答案，原因是編譯就通不過(guò)！最開(kāi)始，我以為能輸出答案4，因?yàn)槲艺J(rèn)為fun是函數(shù)名，而我知道函數(shù)名就是函數(shù)的地址，地址就是指針，于是我認(rèn)為sizeof(fun)其實(shí)就是對(duì)一個(gè)指針求大小，根據(jù)特性2，任何指針的大小都是4。可是當(dāng)我去驗(yàn)證時(shí)，編譯器根本不讓我通過(guò)！這個(gè)是為什么呢？我一時(shí)半會(huì)想不到，所以還請(qǐng)朋友們補(bǔ)充！
特性8：sizeof求得的結(jié)構(gòu)體(及其對(duì)象)的大小并不等于各個(gè)數(shù)據(jù)成員對(duì)象的大小之和！
結(jié)構(gòu)體的大小跟結(jié)構(gòu)體成員對(duì)齊有密切關(guān)系，而并非簡(jiǎn)單地等于各個(gè)成員的大小之和！比如對(duì)如下結(jié)構(gòu)體兩個(gè)結(jié)構(gòu)體A、B使用sizeof的結(jié)果分別是：16,24。可以看出sizeof(B)并不等于sizeof(int)+sizeof(double)+sizeof(int)=16。
|
struct A{
int
num1;
int
num2;
double
num3;
};
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struct B{
int
num1;
double
num3;
int
num2;
};
|
如果您不了解結(jié)構(gòu)體的成員對(duì)齊，你會(huì)感到非常驚訝：結(jié)構(gòu)體A和B中包含的成員都一樣，只不過(guò)順序不同而已，為什么其大小不一樣呢？要解釋這個(gè)問(wèn)題，就要了解結(jié)構(gòu)體成員對(duì)齊的規(guī)則，由于結(jié)構(gòu)體成員對(duì)齊非常復(fù)雜，我將用專(zhuān)題——C/C++刁鉆問(wèn)題各個(gè)擊破之位域和成員對(duì)齊——進(jìn)行講解，這里我只簡(jiǎn)單地介紹其規(guī)則：
1、 結(jié)構(gòu)體的大小等于結(jié)構(gòu)體內(nèi)最大成員大小的整數(shù)倍
2、 結(jié)構(gòu)體內(nèi)的成員的首地址相對(duì)于結(jié)構(gòu)體首地址的偏移量是其類(lèi)型大小的整數(shù)倍，比如說(shuō)double型成員相對(duì)于結(jié)構(gòu)體的首地址的地址偏移量應(yīng)該是8的倍數(shù)。
3、 為了滿足規(guī)則1和2編譯器會(huì)在結(jié)構(gòu)體成員之后進(jìn)行字節(jié)填充！
基于上面三個(gè)規(guī)則我們來(lái)看看為什么sizeof(B)等于24：首先假設(shè)結(jié)構(gòu)體的首地址為0，第一個(gè)成員num1的首地址是0(滿足規(guī)則2，前面無(wú)須字節(jié)填充，事實(shí)上結(jié)構(gòu)體絕對(duì)不會(huì)在第一個(gè)數(shù)據(jù)成員前面進(jìn)行字節(jié)填充)，它的類(lèi)型是int，因此它占用地址空間0——3。第二個(gè)成員num3是double類(lèi)型，它占用8個(gè)字節(jié)，由于之前的num1只占用了4個(gè)字節(jié)，為了滿足規(guī)則2，需要使用規(guī)則3在num1后面填充4個(gè)字節(jié)（4——7），使得num3的起始地址偏移量為8，因此num3占用的地址空間是：8——15。第三個(gè)成員num2是int型，其大小為4，由于num1和num3一共占用了16個(gè)字節(jié)，此時(shí)無(wú)須任何填充就能滿足規(guī)則2。因此num2占用的地址空間是16——19。那么是不是結(jié)構(gòu)體的總大小就是0——19共20個(gè)字節(jié)呢？請(qǐng)注意，別忘了規(guī)則1！由于結(jié)構(gòu)體內(nèi)最大成員是double占用8個(gè)字節(jié)，因此最后還需要在num2后面填充4個(gè)字節(jié)，使得結(jié)構(gòu)體總體大小為24。
按照上面的三個(gè)規(guī)則和分析過(guò)程，你可以很容易地知道為什么sizeof(A)等于16。特別需要說(shuō)明的是，我這里給出了三個(gè)結(jié)論性的規(guī)則，而沒(méi)有闡述為什么要這樣。你或許有很多疑問(wèn)：為什么要結(jié)構(gòu)體成員對(duì)齊，為什么要定義規(guī)則1等。如果你有這樣的疑問(wèn)，并嘗試去弄清楚的話，那么我敢斷言，不久的將來(lái)你必定會(huì)有大成就，至少在學(xué)習(xí)c++上是這樣。前面說(shuō)過(guò)，我會(huì)再寫(xiě)一篇專(zhuān)題：C/C++刁鉆問(wèn)題各個(gè)擊破之位域和成員對(duì)齊來(lái)詳細(xì)回答這些問(wèn)題，如果你急于要弄明白，那么你可以參考其他資料，比如說(shuō)《高質(zhì)量c++程序設(shè)計(jì)指南》。
最后再提醒一點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最好仔細(xì)安排結(jié)構(gòu)體中各個(gè)成員的順序，因?yàn)槟阋呀?jīng)看到了上面的結(jié)構(gòu)體B與結(jié)構(gòu)體A包含的成員相同，只不過(guò)順序略有差異，最終就導(dǎo)致了B比A多消耗了50%的空間，假如在工程中需要定義該結(jié)構(gòu)體的數(shù)組，多消耗的空降將是巨大的。即使將來(lái)內(nèi)存降價(jià)為白菜價(jià)格，你也不要忽視這個(gè)問(wèn)題，勤儉節(jié)約是中國(guó)人民的優(yōu)良傳統(tǒng)，我們應(yīng)該繼承和保持！
特性9：sizeof不能用于求結(jié)構(gòu)體的位域成員的大小，但是可以求得包含位域成員的結(jié)構(gòu)體的大小！
首先解釋一下什么是位域：類(lèi)型的大小都是以字節(jié)(byte)為基本單位的，比如sizeof(char)為1byte，sizeof(int)為4byte等。我們知道某個(gè)類(lèi)型的大小確定了該類(lèi)型所能定義的變量的范圍，比如sizeof(char)為1byte，而1byte等于8bit，所以char類(lèi)型的變量范圍是-128——127，或者0——255(unsigned char)，總之它只能定義28=256個(gè)數(shù)！然而，要命的是bool類(lèi)型只取值true和false，按理所只用1bit(即1/8byte)就夠了，但事實(shí)上sizeof(bool)等于1。因此我們可以認(rèn)為bool變量浪費(fèi)了87.5%的存儲(chǔ)空間！這在某些存儲(chǔ)空間有限的設(shè)備(比如嵌入式設(shè)備)上是不合適的，為此需要提供一種能對(duì)變量的存儲(chǔ)空間精打細(xì)算的機(jī)制，這就是位域。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在結(jié)構(gòu)體的成員變量后面跟上的一個(gè)冒號(hào)+一個(gè)整數(shù)，就代表位域，請(qǐng)看如下的結(jié)構(gòu)體：
Struct A
{
Bool b:1;
char ch1:4;
char ch2:4;
}item; 其中b,ch1,ch2都是位域成員，而i是普通成員。該結(jié)構(gòu)體的試圖讓bool類(lèi)型的變量b只占用1個(gè)bit，讓ch1和ch2分別只占用4個(gè)bit，以此來(lái)達(dá)到對(duì)內(nèi)存精打細(xì)算的功能(事實(shí)上使用位域?qū)?nèi)存精打細(xì)算有時(shí)候能成功，有時(shí)候卻未必，我將《C/C++刁鉆問(wèn)題各個(gè)擊破之位域和成員對(duì)齊》進(jìn)行論述)。另外需要特別注意的是：c語(yǔ)言規(guī)定位域只能用于int，signed int或者unsigned int類(lèi)型，C++又補(bǔ)充了char和long類(lèi)型！你不能這樣使用位域：float
f:8;這是不能通過(guò)編譯的。并且位域變量不能在函數(shù)或者全局區(qū)定義，只能在結(jié)構(gòu)體，自定義類(lèi)，聯(lián)合(union)中使用！
基于上面的結(jié)構(gòu)體，語(yǔ)句sizeof(item.b)和sizeof(item.ch1)等對(duì)位域成員求大小的語(yǔ)句均不能通過(guò)編譯。其原因能再本篇的概論中找到：sizeof以byte為單位返回操作數(shù)的大小！
那么愛(ài)學(xué)好問(wèn)的你可能要問(wèn)，sizeof(A)能否通過(guò)編譯呢？如何能，其結(jié)果又是多少呢？這是兩給非常好的問(wèn)題，事實(shí)上我之前沒(méi)有看到任何關(guān)于這方面的論述(可能是我看的資料不足)，我正是在看到sizeof(item.b)不能通過(guò)編譯時(shí)想到了這兩個(gè)問(wèn)題，然后通過(guò)驗(yàn)證得出了后面的結(jié)論：對(duì)包含位域的結(jié)構(gòu)體是可以使用sizeof求其大小的，但其求值規(guī)則比較復(fù)雜，不僅涉及到成員對(duì)齊，還與具體編譯環(huán)境有關(guān)！在這里你只需要知道可以對(duì)包含位域的結(jié)構(gòu)體使用sizeof求其大小，對(duì)于sizeof是根據(jù)什么規(guī)則來(lái)求這個(gè)大小的問(wèn)題，我將會(huì)在專(zhuān)題：《C/C++刁鉆問(wèn)題各個(gè)擊破之位域和成員對(duì)齊》中進(jìn)行詳細(xì)闡述。
后記：
至此，本專(zhuān)題差不多該結(jié)束了，需要說(shuō)明的是，這里并沒(méi)有包含所有關(guān)于sizeof的知識(shí)點(diǎn)，但是也幾乎包含了所有的容易出錯(cuò)的特性。為了完成該文，我花了斷斷續(xù)續(xù)3天半時(shí)間，想想效率實(shí)在是底下。由于是本系列的第一個(gè)專(zhuān)題，我格外慎重，深怕講錯(cuò)了誤導(dǎo)大家。即便如此，也難免錯(cuò)誤或不妥之處，還請(qǐng)各位朋友指正！
另外，我有幾句話要對(duì)大學(xué)生朋友們說(shuō)：教科書(shū)通常只是教授很基礎(chǔ)的知識(shí)，要想深入學(xué)習(xí)，還需要翻閱其他資料，比如論文、網(wǎng)絡(luò)資料、論壇博文，最重要的一點(diǎn)是要在學(xué)習(xí)時(shí)經(jīng)常總結(jié)、記錄、歸納，積少成多，這樣堅(jiān)持下來(lái)一定受益匪淺。
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