sizeof()功能:計算資料空間的位元組數
1.與strlen()比較
strlen()計算字元數組的字元數,以"/0"為結束判斷,不計算為'/0'的數組元素。
而sizeof計算資料(包括數組、變量、類型、結構體等)所占記憶體空間,用位元組數表示。
2.指針與靜态數組的sizeof操作
指針均可看為變量類型的一種。所有指針變量的sizeof 操作結果均為4。
注意:int *p; sizeof(p)=4;
但sizeof(*p)相當于sizeof(int);
對于靜态數組,sizeof可直接計算數組大小;
例:int a[10];char b[]="hello";
sizeof(a)等于4*10=40;
sizeof(b)等于6;
注意:數組做型參時,數組名稱當作指針使用!!
void fun(char p[])
{sizeof(p)等于4} SIZEOF用在結構體記憶體對齊方面的例子
struct MyStruct
{ double dda1;
char dda;
int type
};
對結構MyStruct采用sizeof會出現什麼結果呢?sizeof(MyStruct)為多少呢?也許你會這樣求:
sizeof(MyStruct)=sizeof(double)+sizeof(char)+sizeof(int)=13
但是當在VC中測試上面結構的大小時,你會發現sizeof(MyStruct)為16。你知道為什麼在VC中會得出這樣一個結果嗎?
其實,這是VC對變量存儲的一個特殊處理。為了提高CPU的存儲速度,VC對一些變量的起始位址做了“對齊”處理。在預設情況下,VC規定各成員變量存放的起始位址相對于結構的起始位址的偏移量必須為該變量的類型所占用的位元組數的倍數。下面列出常用類型的對齊方式(vc6.0,32位系統)。
類型
對齊方式(變量存放的起始位址相對于結構的起始位址的偏移量)
Char
偏移量必須為sizeof(char)即1的倍數
int
偏移量必須為sizeof(int)即4的倍數
loat
偏移量必須為sizeof(float)即4的倍數
double
偏移量必須為sizeof(double)即8的倍數
Short
偏移量必須為sizeof(short)即2的倍數
各成員變量在存放的時候根據在結構中出現的順序依次申請空間,同時按照上面的對齊方式調整位置,空缺的位元組VC會自動填充。同時VC為了確定結構的大小為結構的位元組邊界數(即該結構中占用最大空間的類型所占用的位元組數)的倍數,是以在為最後一個成員變量申請空間後,還會根據需要自動填充空缺的位元組。
下面用前面的例子來說明VC到底怎麼樣來存放結構的。
struct MyStruct
{ double dda1;
char dda;
int type };
為上面的結構配置設定空間的時候,VC根據成員變量出現的順序和對齊方式,先為第一個成員dda1配置設定空間,其起始位址跟結構的起始位址相同(剛好偏移量0剛好為sizeof(double)的倍數),該成員變量占用sizeof(double)=8個位元組;接下來為第二個成員dda配置設定空間,這時下一個可以配置設定的位址對于結構的起始位址的偏移量為8,是sizeof(char)的倍數,是以把dda存放在偏移量為8的地方滿足對齊方式,該成員變量占用sizeof(char)=1個位元組;接下來為第三個成員type配置設定空間,這時下一個可以配置設定的位址對于結構的起始位址的偏移量為9,不是sizeof(int)=4的倍數,為了滿足對齊方式對偏移量的限制問題,VC自動填充3個位元組(這三個位元組沒有放什麼東西),這時下一個可以配置設定的位址對于結構的起始位址的偏移量為12,剛好是sizeof(int)=4的倍數,是以把type存放在偏移量為12的地方,該成員變量占用sizeof(int)=4個位元組;這時整個結構的成員變量已經都配置設定了空間,總的占用的空間大小為:8+1+3+4=16,剛好為結構的位元組邊界數(即結構中占用最大空間的類型所占用的位元組數sizeof(double)=8)的倍數,是以沒有空缺的位元組需要填充。是以整個結構的大小為:sizeof(MyStruct)=8+1+3+4=16,其中有3個位元組是VC自動填充的,沒有放任何有意義的東西。
下面再舉個例子,交換一下上面的MyStruct的成員變量的位置,使它變成下面的情況:
struct MyStruct
{ char dda;
double dda1;
int type
};
這個結構占用的空間為多大呢?在VC6.0環境下,可以得到sizeof(MyStruc)為24。結合上面提到的配置設定空間的一些原則,分析下VC怎麼樣為上面的結構配置設定空間的。(簡單說明)
struct MyStruct
{ char dda;//偏移量為0,滿足對齊方式,dda占用1個位元組;
double dda1;//下一個可用的位址的偏移量為1,不是sizeof(double)=8
//的倍數,需要補足7個位元組才能使偏移量變為8(滿足對齊
//方式),是以VC自動填充7個位元組,dda1存放在偏移量為8
//的位址上,它占用8個位元組。
nt type;//下一個可用的位址的偏移量為16,是sizeof(int)=4的倍
//數,滿足int的對齊方式,是以不需要VC自動填充,type存
//放在偏移量為16的位址上,它占用4個位元組。
};//所有成員變量都配置設定了空間,空間總的大小為1+7+8+4=20,不是結構
//的節邊界數(即結構中占用最大空間的類型所占用的位元組數sizeof
//(double)=8)的倍數,是以需要填充4個位元組,以滿足結構的大小為
//sizeof(double)=8的倍數。
是以該結構總的大小為:sizeof(MyStruc)為1+7+8+4+4=24。其中總的有7+4=11個位元組是VC自動填充的,沒有放任何有意義的東西。
VC對結構的存儲的特殊處理确實提高CPU存儲變量的速度,但是有時候也帶來了一些麻煩,我們也屏蔽掉變量預設的對齊方式,自己可以設定變量的對齊方式。
VC中提供了#pragma pack(n)來設定變量以n位元組對齊方式。n位元組對齊就是說變量存放的起始位址的偏移量有兩種情況:第一、如果n大于等于該變量所占用的位元組數,那麼偏移量必須滿足預設的對齊方式,第二、如果n小于該變量的類型所占用的位元組數,那麼偏移量為n的倍數,不用滿足預設的對齊方式。結構的總大小也有個限制條件,分下面兩種情況:如果n大于所有成員變量類型所占用的位元組數,那麼結構的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數的倍數;
否則必須為n的倍數。下面舉例說明其用法。
#pragma pack(push) //儲存對齊狀态
#pragma pack(4)//設定為4位元組對齊
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢複對齊狀态
以上結構的大小為16,下面分析其存儲情況,首先為m1配置設定空間,其偏移量為0,滿足我們自己設定的對齊方式(4位元組對齊),m1占用1個位元組。接着開始為m4配置設定空間,這時其偏移量為1,需要補足3個位元組,這樣使偏移量滿足為n=4的倍數(因為sizeof(double)大于n),m4占用8個位元組。接着為m3配置設定空間,這時其偏移量為12,滿足為4的倍數,m3占用4個位元組。這時已經為所有成員變量配置設定了空間,共配置設定了16個位元組,滿足為n的倍數。如果把上面的#pragma pack(4)改為#pragma pack(16),那麼我們可以得到結構的大小為24。(請讀者自己分析)
2、 sizeof用法總結
在VC中,sizeof有着許多的用法,而且很容易引起一些錯誤。下面根據sizeof後面的參數對sizeof的用法做個總結。
A. 參數為資料類型或者為一般變量。例如sizeof(int),sizeof(long)等等。這種情況要注意的是不同系統系統或者不同編譯器得到的結果可能是不同的。例如int類型在16位系統中占2個位元組,在32位系統中占4個位元組。
B. 參數為數組或指針。下面舉例說明.
int a[50]; //sizeof(a)=4*50=200; 求數組所占的空間大小
int *a=new int[50];// sizeof(a)=4; a為一個指針,sizeof(a)是求指針
//的大小,在32位系統中,當然是占4個位元組。
C. 參數為結構或類。Sizeof應用在類和結構的處理情況是相同的。但有兩點需要注意,第一、結構或者類中的靜态成員不對結構或者類的大小産生影響,因為靜态變量的存儲位置與結構或者類的執行個體位址無關。
第二、沒有成員變量的結構或類的大小為1,因為必須保證結構或類的每一
個執行個體在記憶體中都有唯一的位址。
下面舉例說明,
Class Test{int a;static double c};//sizeof(Test)=4.
Test *s;//sizeof(s)=4,s為一個指針。
Class test1{ };//sizeof(test1)=1;
D. 參數為其他。下面舉例說明。
int func(char s[5]);
{ cout<<sizeof(s);//這裡将輸出4,本來s為一個數組,但由于做為函
//數的參數在傳遞的時候系統處理為一個指針,所
//以sizeof(s)實際上為求指針的大小。
return 1;
}
sizeof(func(“1234”))=4//因為func的傳回類型為int,是以相當于
//求sizeof(int).
1.sizeof操作符的結果類型是size_t,它在頭檔案中typedef為unsigned int類型。 該類型保證能容納實作所建立的最大對象的位元組大小。 2.sizeof是算符,strlen是函數。 3.sizeof可以用類型做參數,strlen隻能用char*做參數,且必須是以''/0''結尾的。 4.數組做sizeof的參數不退化,傳遞給strlen就退化為指針了。 5.大部分編譯程式在編譯的時候就把sizeof計算過了 是類型或是變量的長度這就是sizeof(x)可以用來定義數組維數的原因 char str[20]="0123456789";//str是編譯期大小已經固定的數組 int a=strlen(str); //a=10;//strlen()在運作起确定 int b=sizeof(str); //而b=20;//sizeof()在編譯期确定 6.strlen的結果要在運作的時候才能計算出來,是用來計算字元串的實際長度,不是類型占記憶體的大小。 7.sizeof後如果是類型必須加括弧,如果是變量名可以不加括弧。這是因為sizeof是個操作符不是個函數。 char c; sizeof c;//變量名可以不加括弧 8.當适用了于一個結構類型時或變量, sizeof 傳回實際的大小, 當适用一靜态地空間數組, sizeof 歸還全部數組的尺寸。 sizeof 操作符不能傳回動态地被分派了的數組或外部的數組的尺寸 9.數組作為參數傳給函數時傳的是指針而不是數組,傳遞的是數組的首位址, 如: fun(char [8]) fun(char []) 都等價于 fun(char *) 在C++裡參數傳遞數組永遠都是傳遞指向數組首元素的指針,編譯器不知道數組的大小 如果想在函數内知道數組的大小, 需要這樣做: 進入函數後用memcpy拷貝出來,長度由另一個形參傳進去 fun(unsiged char *p1, int len) { unsigned char* buf = new unsigned char[len+1] memcpy(buf, p1, len); } 我們能常在用到 sizeof 和 strlen 的時候,通常是計算字元串數組的長度 看了上面的詳細解釋,發現兩者的使用還是有差別的,從這個例子可以看得很清楚: har str[11]="0123456789";//注意這裡str大小因該大于等于11,應考慮'/0'在内,否則編譯器會報錯 int a=strlen(str); //a=10; >>>> strlen 計算字元串的長度,以結束符 0x00 為字元串結束。 int b=sizeof(str); //而b=11; >>>> sizeof 計算的則是配置設定的數組 str[11] 所占的記憶體空間的大小,不受裡面存儲的内容改變。 上面是對靜态數組處理的結果,如果是對指針,結果就不一樣了 char* ss = "0123456789"; sizeof(ss) 結果 4 ===》ss是指向字元串常量的字元指針,sizeof 獲得的是一個指針的之所占的空間,應該是長整型的,是以是4 sizeof(*ss) 結果 1 ===》*ss是第一個字元 其實就是獲得了字元串的第一位'0' 所占的記憶體空間,是char類型的,占了 1 位strlen(ss)= 10 >>>> 如果要獲得這個字元串的長度,則一定要使用 strlen 另外,下面的方法可以用于确定該靜态數組可以容納元素的個數: int a[3]={1,2,3}; cout << sizeof a/sizeof ( typeid( a[0] ).name() ); |
sizeof,一個其貌不揚的家夥,引無數菜鳥竟折腰,小蝦我當初也沒少犯迷糊,秉着“辛苦我一個,幸福千萬人”的偉大思想,我決定将其盡可能詳細的總結一下。
但當我總結的時候才發現,這個問題既可以簡單,又可以複雜,是以本文有的地方并不适合初學者,甚至都沒有必要大作文章。但如果你想“知其然,更知其是以然”的話,那麼這篇文章對你或許有所幫助。
菜鳥我對C++的掌握尚未深入,其中不乏錯誤,歡迎各位扔磚砸蛋。
1. 定義:
sizeof是何方神聖?sizeof乃C/C++中的一個操作符(operator)是也,簡單的說其作用就是傳回一個對象或者類型所占的記憶體位元組數。
MSDN上的解釋為:
The sizeof keyword gives the amount of storage, in bytes, associated with a variable or a type (including aggregate types).
This keyword returns a value of type size_t.
其傳回值類型為size_t,在頭檔案stddef.h中定義。這是一個依賴于編譯系統的值,一般定義為
typedef unsigned int size_t;
世上編譯器林林總總,但作為一個規範,它們都會保證char、signed char和unsigned char的sizeof值為1,畢竟char是我們程式設計能用的最小資料類型。
2. 文法:
sizeof有三種文法形式,如下:
1) sizeof( object ); // sizeof( 對象 );
2) sizeof( type_name ); // sizeof( 類型 );
3) sizeof object; // sizeof 對象;
是以,
int i;
sizeof( i ); // ok
sizeof i; // ok
sizeof( int ); // ok
sizeof int; // error
既然寫法3可以用寫法1代替,為求形式統一以及減少我們大腦的負擔,第3種寫法,忘掉它吧!
實際上,sizeof計算對象的大小也是轉換成對對象類型的計算,也就是說,同種類型的不同對象其sizeof值都是一緻的。這裡,對象可以進一步延伸至表達式,即sizeof可以對一個表達式求值,編譯器根據表達式的最終結果類型來确定大小,一般不會對表達式進行計算。如:
sizeof( 2 );// 2的類型為int,是以等價于 sizeof( int );
sizeof( 2 + 3.14 ); // 3.14的類型為double,2也會被提升成double類型,是以等價于 sizeof( double );
sizeof也可以對一個函數調用求值,其結果是函數傳回類型的大小,函數并不會被調用,我們來看一個完整的例子:
char foo()
{
printf("foo() has been called./n");
return 'a';
}
int main()
{
size_t sz = sizeof( foo() ); // foo() 的傳回值類型為char,是以sz = sizeof( char ),foo()并不會被調用
printf("sizeof( foo() ) = %d/n", sz);
}
C99标準規定,函數、不能确定類型的表達式以及位域(bit-field)成員不能被計算sizeof值,即下面這些寫法都是錯誤的:
sizeof( foo );// error
void foo2() { }
sizeof( foo2() );// error
struct S
{
unsigned int f1 : 1;
unsigned int f2 : 5;
unsigned int f3 : 12;
};
sizeof( S.f1 );// error
3. sizeof的常量性
sizeof的計算發生在編譯時刻,是以它可以被當作常量表達式使用,如:
char ary[ sizeof( int ) * 10 ]; // ok
最新的C99标準規定sizeof也可以在運作時刻進行計算,如下面的程式在Dev-C++中可以正确執行:
int n;
n = 10; // n動态指派
char ary[n]; // C99也支援數組的動态定義
printf("%d/n", sizeof(ary)); // ok. 輸出10
但在沒有完全實作C99标準的編譯器中就行不通了,上面的代碼在VC6中就通不過編譯。是以我們最好還是認為sizeof是在編譯期執行的,這樣不會帶來錯誤,讓程式的可移植性強些。
4. 基本資料類型的sizeof
這裡的基本資料類型指short、int、long、float、double這樣的簡單内置資料類型,由于它們都是和系統相關的,是以在不同的系統下取值可能不同,這務必引起我們的注意,盡量不要在這方面給自己程式的移植造成麻煩。
一般的,在32位編譯環境中,sizeof(int)的取值為4。
5. 指針變量的sizeof
學過資料結構的你應該知道指針是一個很重要的概念,它記錄了另一個對象的位址。既然是來存放位址的,那麼它當然等于計算機内部位址總線的寬度。是以在32位計算機中,一個指針變量的傳回值必定是4(注意結果是以位元組為機關),可以預計,在将來的64位系統中指針變量的sizeof結果為8。
char* pc = "abc";
int* pi;
string* ps;
char** ppc = &pc;
void (*pf)();// 函數指針
sizeof( pc ); // 結果為4
sizeof( pi ); // 結果為4
sizeof( ps ); // 結果為4
sizeof( ppc ); // 結果為4
sizeof( pf );// 結果為4
指針變量的sizeof值與指針所指的對象沒有任何關系,正是由于所有的指針變量所占記憶體大小相等,是以MFC消息處理函數使用兩個參數WPARAM、LPARAM就能傳遞各種複雜的消息結構(使用指向結構體的指針)。
6. 數組的sizeof
數組的sizeof值等于數組所占用的記憶體位元組數,如:
char a1[] = "abc";
int a2[3];
sizeof( a1 ); // 結果為4,字元串末尾還存在一個NULL終止符
sizeof( a2 ); // 結果為3*4=12(依賴于int)
一些朋友剛開始時把sizeof當作了求數組元素的個數,現在,你應該知道這是不對的,那麼應該怎麼求數組元素的個數呢?Easy,通常有下面兩種寫法:
int c1 = sizeof( a1 ) / sizeof( char ); // 總長度/單個元素的長度
int c2 = sizeof( a1 ) / sizeof( a1[0] ); // 總長度/第一個元素的長度
寫到這裡,提一問,下面的c3,c4值應該是多少呢?
void foo3(char a3[3])
{
int c3 = sizeof( a3 ); // c3 ==
}
void foo4(char a4[])
{
int c4 = sizeof( a4 ); // c4 ==
}
也許當你試圖回答c4的值時已經意識到c3答錯了,是的,c3!=3。這裡函數參數a3已不再是數組類型,而是蛻變成指針,相當于char* a3,為什麼?仔細想想就不難明白,我們調用函數foo1時,程式會在棧上配置設定一個大小為3的數組嗎?不會!數組是“傳址”的,調用者隻需将實參的位址傳遞過去,是以a3自然為指針類型(char*),c3的值也就為4。
7. 結構體的sizeof
這是初學者問得最多的一個問題,是以這裡有必要多費點筆墨。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個位元組,int占4個位元組,那麼加起來就應該是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中按預設設定得到的結果為8。
Why?為什麼受傷的總是我?
請不要沮喪,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記憶體位元組數,好吧,那就讓我們來看看S1的記憶體配置設定情況:
S1 s1 = { 'a', 0xFFFFFFFF };
定義上面的變量後,加上斷點,運作程式,觀察s1所在的記憶體,你發現了什麼?
以我的VC6.0為例,s1的位址為0x0012FF78,其資料内容如下:
0012FF78: 61 CC CC CC FF FF FF FF
發現了什麼?怎麼中間夾雜了3個位元組的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,這就是傳說中的位元組對齊啊!一個重要的話題出現了。
為什麼需要位元組對齊?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,編譯器預設會對結構體進行處理(實際上其它地方的資料變量也是如此),讓寬度為2的基本資料類型(short等)都位于能被2整除的位址上,讓寬度為4的基本資料類型(int等)都位于能被4整除的位址上,以此類推。這樣,兩個數中間就可能需要加入填充位元組,是以整個結構體的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,怎麼還是8?再看看記憶體,原來成員c後面仍然有3個填充位元組,這又是為什麼啊?别着急,下面總結規律。
位元組對齊的細節和編譯器實作相關,但一般而言,滿足三個準則:
1) 結構體變量的首位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位址的偏移量(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位元組(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後加上填充位元組(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位址是其大小的整數倍,怎麼又說到偏移量了呢?因為有了第1點存在,是以我們就可以隻考慮成員的偏移量,這樣思考起來簡單。想想為什麼。
結構體某個成員相對于結構體首位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這樣的内置資料類型,這裡所說的“資料寬度”就是指其sizeof的大小。由于結構體的成員可以是複合類型,比如另外一個結構體,是以在尋找最寬基本類型成員時,應當包括複合類型成員的子成員,而不是把複合成員看成是一個整體。但在确定複合類型成員的偏移位置時則是将複合類型作為整體看待。
這裡叙述起來有點拗口,思考起來也有點撓頭,還是讓我們看看例子吧(具體數值仍以VC6為例,以後不再說明):
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将S1“打散”看的,是以S3的最寬簡單類型為int,這樣,通過S3定義的變量,其存儲空間首位址需要被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,是以其大小為8,偏移量為4,c1與s之間便需要3個填充位元組,而c2與s之間就不需要了,是以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個填充位元組。最後得到sizeof(S3)的值為16。
通過上面的叙述,我們可以得到一個公式:
結構體的大小等于最後一個成員的偏移量加上其大小再加上末尾的填充位元組數目,即:
sizeof( struct ) = offsetof( last item ) + sizeof( last item ) + sizeof( trailing padding )
到這裡,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實作,也可以直接修改/Zp編譯開關。#pragma pack的基本用法為:#pragma pack( n ),n為位元組對齊數,其取值為1、2、4、8、16,預設是8,如果這個值比結構體成員的sizeof值小,那麼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) // 将目前pack設定壓棧儲存
#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) // 恢複先前的pack設定
計算sizeof(S1)時,min(2, sizeof(i))的值為2,是以i的偏移量為2,加上sizeof(i)等于6,能夠被2整除,是以整個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,添加一個填充位元組,是以sizeof(S3)等于10。
現在,朋友們可以輕松的出一口氣了,

還有一點要注意,“空結構體”(不含資料成員)的大小不為0,而是1。試想一個“不占空間”的變量如何被取位址、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,這樣編譯器也就隻能為其配置設定一個位元組的空間用于占位了。如下:
struct S5 { };
sizeof( S5 ); // 結果為1
8. 含位域結構體的sizeof
前面已經說過,位域成員不能單獨被取sizeof值,我們這裡要讨論的是含有位域的結構體的sizeof,隻是考慮到其特殊性而将其專門列了出來。
C99規定int、unsigned int和bool可以作為位域類型,但編譯器幾乎都對此作了擴充,允許其它類型類型的存在。
使用位域的主要目的是壓縮存儲,其大緻規則為:
1) 如果相鄰位域字段的類型相同,且其位寬之和小于類型的sizeof大小,則後面的字段将緊鄰前一個字段存儲,直到不能容納為止;
2) 如果相鄰位域字段的類型相同,但其位寬之和大于類型的sizeof大小,則後面的字段将從新的存儲單元開始,其偏移量為其類型大小的整數倍;
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同,則各編譯器的具體實作有差異,VC6采取不壓縮方式,Dev-C++采取壓縮方式;
4) 如果位域字段之間穿插着非位域字段,則不進行壓縮;
5) 整個結構體的總大小為最寬基本類型成員大小的整數倍。
還是讓我們來看看例子。
示例1:
struct BF1
{
char f1 : 3;
char f2 : 4;
char f3 : 5;
};
其記憶體布局為:
|_f1__|__f2__|_|____f3___|____|
|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|_|
0 3 7 8 1316
位域類型為char,第1個位元組僅能容納下f1和f2,是以f2被壓縮到第1個位元組中,而f3隻能從下一個位元組開始。是以sizeof(BF1)的結果為2。
示例2:
struct BF2
{
char f1 : 3;
short f2 : 4;
char f3 : 5;
};
由于相鄰位域類型不同,在VC6中其sizeof為6,在Dev-C++中為2。
示例3:
struct BF3
{
char f1 : 3;
char f2;
char f3 : 5;
};
非位域字段穿插在其中,不會産生壓縮,在VC6和Dev-C++中得到的大小均為3。
9. 聯合體的sizeof
結構體在記憶體組織上是順序式的,聯合體則是重疊式,各成員共享一段記憶體,是以整個聯合體的sizeof也就是每個成員sizeof的最大值。結構體的成員也可以是複合類型,這裡,複合類型成員是被作為整體考慮的。
是以,下面例子中,U的sizeof值等于sizeof(s)。
union U
{
int i;
char c;
S1 s;
};