由sizeof 这个“管”，窥一窥C语言这只“豹”

在C语言开发中，sizeof()是一个什么样的存在呢？有多少人认为它是个函数？或者曾经是否也认为它是函数呢？

今天我们介绍下sizeof()的同时，并通过它延伸展开，来聊一聊一些C语言的基础知识。

1、sizeof是什么？

sizeof是C语言中的关键字，也可以认为是一种运算符。 是一个判断数据类型或者表达式长度的运算符。

2、sizeof的使用及C语言知识延伸

通过实际的代码编写并使用printf();函数来输出要展示的结果，来向大家详细进行说明。（编辑编译环境 ：C FREE-5）

1）测试基本数据类型的长度

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned intint main(void){ //基本数据类型 printf("uint8_t length = %d\r\n",sizeof(uint8_t));printf("\r\n");printf("uint32_t length = %d\r\n",sizeof(uint32_t));}

通过编译输出如下内容：

可以看出uint8_t 类型占用1个字节 。uint32_t 类型占用4个字节。没毛病，咱们继续。

2）测试普通变量的数据长度

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned intuint32_t Var ;//普通变量 int main(void){  //普通变量 printf("Var length = %d\r\n",sizeof(Var));printf("\r\n");}

通过编译输出如下内容：

我在代码中定义了一个uint32_t 类型的变量，毫无悬念，这个变量也占4个字节。继续往下看：

3）测试数组的数据长度

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned intuint32_t Array_A[10];//普通数组 int main(void){ //普通数组 printf("Array_A length = %d\r\n",sizeof(Array_A));printf("\r\n");printf("Array_A[10] length = %d\r\n",sizeof(Array_A[10])); printf("\r\n");printf("&Array_A length = %d\r\n",sizeof(&Array_A));printf("\r\n");printf("&Array_A[0] length = %d\r\n",sizeof(&Array_A[0]));printf("\r\n");}

通过编译输出如下内容：

这里我重点说下，通过测试我们可以看到:

sizeof()的括号中，直接写数组的名字，则求的是整个数组所占用的字节数。

sizeof()的括号中，写入Array_A[10]，居然也可以等于4，因为Array_A[10]这个数组定义的是uint32类型的,从Array_A[0]到Array_A[9]，所以任何一个元素都是4字节，但是Array_A[10]这个元素下标到10了，明显溢出。软件居然没有报错，甚至都没有警告。这个地方要注意一下。

sizeof()的括号中，写入&Array_A，代表数组首地址，占用4个字节。

sizeof()的括号中，写入&Array_A[0]，代表数组首元素地址，也占用占用4个字节。

4）测试指针变量的数据长度

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned intuint32_t Var ;//普通变量 uint32_t *p = &Var;//指针 int main(void){ //指针 printf("p length = %d\r\n",sizeof(&p));printf("\r\n");printf("*p length = %d\r\n",sizeof(*p));printf(" \r\n");}

通过编译输出如下内容：

为什么&p的长度和*p的长度都是4个字节呢？

“printf("p length = %d\r\n",sizeof(&p));”这一条输出指针地址的长度。是4个字节。

“printf("*p length = %d\r\n",sizeof(*p));”这一条输出的是指针所指向变量类型的长度。也就是这句话：“uint32 *p = &Var" 从上面我们可以得知Var的数据类型就是uint32_t，也是4个字节。

好，下面我们来稍微做个更改：

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned intuint8_t Var ;//普通变量 uint8_t *p = &Var;//指针 int main(void){ //指针 printf("p length = %d\r\n",sizeof(&p));printf("\r\n");printf("*p length = %d\r\n",sizeof(*p));printf("\r\n");}

这这里我把 Var的数据类型由uint32_t 改为uint8_t ,把uint32_t *p 改为 uint8_t *p。然后大家可以思考一下：

 “printf("p length = %d\r\n",sizeof(&p)); “输出多少？

“printf("*p length = %d\r\n",sizeof(*p));”输出多少？

下面我们来看结果：

由编译结果可以看到，&p的长度是4。是4个字节吗？和你想得一样吗？这个结果对吗？我们不是把uint32_t *p 改为 uint8_t *p了吗？不应该是1个字节吗?

这里引伸出一个重要的结论： *号前面的数据类型只是表示指针所指向的内存里数据的类型，并不代表指针地址的类型。它和指针的大小无关，并不会对指针的长度产生影响。指针的地址大小是和所处的编译环境有关系。 

*p的长度，这里编译结构现实变成了1个字节。因为指针指向的数据类型改成了uint8_t ，也就是Var变量变成了1.因为Var 的数据类型是 uint8_t ,所以对应的*p前面的数据类型也要是uint8_t,  这样才能保持一致，否则编译器会提示不兼容。这也从侧面应证了： *号前面的数据类型只是表示指针所指向的内存里数据的类型，并不代表指针地址的类型。”  

这个内容就说到这里，感兴趣的朋友可以在自己的编译环境上测试一下。

5）测试构造数据类型的数据长度

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned inttypedef struct{uint8_t Var1;uint8_t Var2;uint32_t Var3;}ST_Test; typedef union{ ST_Test st_test;uint8_t Array_B[10];}UN_Test;int main(void){ //构造数据类型 printf("ST_Test length = %d\r\n",sizeof(ST_Test));printf("\r\n");printf("UN_Test length= %d\r\n",sizeof(UN_Test));printf("\r\n");}

通过编译输出如下内容：

我们接着来看，首先第一个构造的数据类型是一个结构体：根据编译输出的提示，该结构体占用的长度为8个字节。为什么是8个字节，不是6个字节？在结构体中，数据长度不是单纯的相加，而是会涉及到字节对齐的问题。网上有很多这方面的资料，这里不深入展开了。

第二个构造的数据类型是共用体。共用体和结构体的最大区别就是内部的各个成员变量共用一块内存。内存大小取决于成员变量中最大的成员。那按道理这个共用体的长度应该是10呀。因为共用体内的两个成员，结构体成员是8个字节，Array_B[10]是10个字节。为什么是12呢？同理，也是字节对齐的原因。

然后接着再做一个延伸：

#include #define uint8_t unsigned char #define uint32_t unsigned inttypedef struct{uint8_t Var1;uint8_t Var2;uint32_t Var3;}ST_Test;#pragma pack(1)typedef union{ ST_Test st_test;uint8_t Array_B[10];}UN_Test;#pragma pack()int main(void){ //构造数据类型 printf("ST_Test length = %d\r\n",sizeof(ST_Test));printf("\r\n");printf("UN_Test length= %d\r\n",sizeof(UN_Test));printf("\r\n");}

编译输出为：

通过使共用体一字节对齐后，可以看到它的数据类型占用的内存大小就变成了10个字节。

共用体可以用来测试数据存储模式是大端模式还是小端模式。限于篇幅，这里就不展开了。感兴趣的朋友自行百度。

这就是今天要分享的内容，比较基础。给不清楚这块知识的朋友提供个思路。明白了这块的朋友也可以借此机会复习一下。说得不对的地方，还请各位朋友提出宝贵意见。一起学习，共同进步一直是本号的宗旨之一。