C语言中，sizeof关键字（详细介绍）

在C语言中，sizeof 是一个‌ 编译时运算符‌，用于计算变量、数据类型或表达式在 内存中所占的‌字节数‌。它不是一个函数， 不需要在运行时执行，且 结果是编译时确定的常量（除非操作数是变长数组，VLA）。

‌1. 基本用法‌

(1) ‌基本数据类型‌

printf("int 大小: %zu\n", sizeof(int));       // 通常为4字节（32/64位系统）
printf("char 大小: %zu\n", sizeof(char));     // 固定为1字节
printf("double 大小: %zu\n", sizeof(double)); // 通常为8字节

(2) ‌变量‌

int a = 10;
double b;
printf("变量a的大小: %zu\n", sizeof(a));  // 等价于 sizeof(int)
printf("变量b的大小: %zu\n", sizeof b);   // 括号可省略（仅对变量）

(3) ‌数组‌

计算整个数组的总字节数：

int arr[10];
printf("数组总大小: %zu\n", sizeof(arr)); // 10 * sizeof(int)

计算数组元素个数：

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

(4) ‌指针‌

指针的大小与指向的数据类型无关，仅取决于系统架构：

int *p;
char *str;
printf("指针p的大小: %zu\n", sizeof(p));    // 32位系统为4字节，64位系统为8字节
printf("指针str的大小: %zu\n", sizeof(str)); // 同上

‌2. 特殊用法‌

(1) ‌结构体与内存对齐‌

结构体的大小可能因内存对齐规则而大于成员大小的简单相加：

struct Example {
    char c;    // 1字节（对齐到4字节）
    int i;     // 4字节
    double d;  // 8字节
};
printf("结构体大小: %zu\n", sizeof(struct Example)); 
// 输出可能是 1 + 3（填充） +4 +8 = 16字节（对齐到8字节边界）

(2) ‌动态内存分配‌

sizeof 无法直接获取动态分配内存的大小：

int *p = malloc(10 * sizeof(int));
printf("p的大小: %zu\n", sizeof(p)); // 输出指针的大小（如8字节），而非分配的内存大小！

(3) ‌表达式‌

计算表达式结果类型的字节数（表达式不会被执行）：

int x = 0;
printf("表达式大小: %zu\n", sizeof(x + 3.14)); // 等价于 sizeof(double)

‌3. 注意事项‌

‌1）sizeof 与 strlen 的区别‌：

• sizeof 计算内存大小（包括字符串的终止符 \0）；
• strlen 计算字符串长度（不包含 \0）。

char str[] = "hello";
printf("sizeof(str): %zu\n", sizeof(str)); // 输出6（5字符 + \0）
printf("strlen(str): %zu\n", strlen(str)); // 输出5

‌2）变长数组（VLA）‌：

C99支持变长数组，此时 sizeof 的结果在运行时计算：

int n = 10;
int vla[n];
printf("VLA大小: %zu\n", sizeof(vla)); // 输出10 * sizeof(int)
‌类型转换‌：

sizeof 的结果类型是 size_t（无符号整数），打印时使用 %zu：

printf("size_t大小: %zu\n", sizeof(size_t)); // 通常为8（64位系统）

‌3）不要误用‌：

• sizeof(指针) 返回指针的大小，而非指向数据的大小！
• sizeof 无法获取动态数组或堆内存的实际大小。

‌4. 常见问题示例‌

(1) ‌指针与数组的混淆‌

void func(int arr[]) {
    // arr 退化为指针！
    printf("函数内数组大小: %zu\n", sizeof(arr)); // 输出指针大小（如8字节）
}

int main() {
    int arr[10];
    printf("main中数组大小: %zu\n", sizeof(arr)); // 输出40（假设int为4字节）
    func(arr);
}

(2) ‌结构体内存对齐‌

struct A {
    char a;     // 1字节
    int b;      // 4字节（对齐到4字节边界）
    short c;    // 2字节（对齐到2字节边界）
};
// 总大小：1 + 3（填充） +4 +2 +2（填充） = 12字节（对齐到4字节）
printf("struct A大小: %zu\n", sizeof(struct A)); 

‌总结‌

‌用法‌	示例‌	‌说明‌
基本类型大小	sizeof(int)	返回类型的字节数
变量大小	sizeof(a)	等价于变量类型的 sizeof
数组总大小	sizeof(arr)	数组元素个数 × 单个元素大小
指针大小	sizeof(int*)	取决于系统架构（4或8字节）
结构体大小	sizeof(struct Example)	考虑内存对齐规则

合理使用 sizeof 可以避免硬编码数据类型大小，增强代码的可移植性。