sizeof 如何知道操作数数组的大小？答案

【问题标题】：How does sizeof know the size of the operand array?sizeof 如何知道操作数数组的大小？
【发布时间】：2011-04-04 12:12:29
【问题描述】：

这可能是一个愚蠢的问题，但是当您不传入数组中元素的数量时，sizeof 运算符如何知道数组操作数的大小。我知道它不会返回数组中的总元素，而是返回字节的大小，但要得到它仍然必须知道数组何时结束。只是好奇这是如何工作的。

【问题讨论】：

见：stackoverflow.com/questions/492384/…
+1 表示sizeof 是编译时运算符，-1 表示它在运行时跟踪指针指向的数组大小。
我想 +1 所有那些说它也是编译时运算符的答案。但遗憾的是，他们不认为这个也被标记为“c”，并且应该详细说明 C 的 VLA，其中sizeof 需要评估其参数并产生运行时值以获取大小。所以我 +1 代表 c++ 部分，-1 代表回答问题的 C 部分，我总共得到 0 票。
@Johannes：虽然确实如此，但绝大多数 C 代码仍然是 C89/C90 代码，其中不允许使用 VLA。
@Billy 即使是这样，也不会使我的观点无效。但我怀疑。混合代码/声明是 c99，仍然有很多人这样做，并且经常阅读人们使用运行时 i 编写 i，甚至没有考虑 C99 - 他们认为这是老式 C。鉴于这个问题，我我什至不确定@marchinram 是否知道其中的区别，因此告诉他这一点更为重要。

标签： c++ c sizeof

【解决方案1】：

除了在一种情况下，sizeof 在编译时执行它。在编译时，编译器会跟踪对象的 full 类型'不包括大小，尝试使用sizeof 将失败]，sizeof 基本上只是将编译器中的一条信息“导出”到正在编译的代码中，因此它在生成的代码中本质上是一个常量。

例外情况是sizeof 应用于可变长度数组 (VLA)¹。当应用于 VLA 时，sizeof 评估其操作数（否则它不会），并产生 VLA 的实际大小。在这种情况下，结果不是常数。

1。 VLA 在 C99 中正式成为 C 的一部分，但在此之前一些编译器支持它们。虽然不是 C++ 的正式组成部分，但一些编译器（例如 g++）也包含 VLA 作为 C++ 的扩展。

【讨论】：

编译器会跟踪完整的类型……除非因为类型不完整而不这样做。在这种情况下，sizeof 无法使用。
这不是真的。在编译时不处理可变长度数组 sizeof 调用。您应该更新您的答案或将其删除。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof

【解决方案2】：

sizeof 在编译时计算。这就是为什么当你创建一个动态数组时，你会按照以下方式创建它。

char * array;
int size;
//Get size somehow.
array = malloc(size*(sizeof(char)));

// 现在在编译期间，编译器肯定知道 char 的大小。因为它必须在内存上对齐它们。此时，操作系统知道它必须分配多少大小。

另一方面，

可变长度数组是在堆栈上创建的。但是任何 malloc 分配的内存都会在堆上创建。

【讨论】：

【解决方案3】：

sizeof通常在编译时进行评估。值得注意的例外是 C99 的可变长度数组。

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc > 1)
    {
        int count = atoi(argv[1]);
        int someArray[count];

        printf("The size is %zu bytes\n", sizeof someArray);
    }
    else puts("No");
}

【讨论】：

【解决方案4】：

Sizeof 总是在编译时计算。在多通道编译器生成符号表的同时，编译器必须确定声明的每个符号的大小，以进一步生成中间代码。因此，对于代码中的所有 sizeof 引用都替换了确切的值。在中间代码生成阶段，所有运算符、语句都被转换为正确的中间代码（ASM/其他格式）。最后，m/c代码生成阶段将其转换为机器码。

上面看到的一些关于与 sizeof 相关的动态分配的讨论根本不在上下文中。任何对 size(*p) 的引用，其中 p 是任何数据类型的指针，编译器只是找出 *p 的数据类型并替换它的大小，而不是去检查分配块的 MCB 头以查看分配的内容内存大小。它不在运行时。例如双 *p; sizeof(*p) 仍然可以在不为指针 p 分配任何内存的情况下完成。怎么可能？

【讨论】：

"Sizeof 总是在编译时计算。"正如其他答案和问题 cmets 中所讨论的，对于可变长度数组而言，情况并非如此。这个答案应该被删除，并且对于当前的 C 语言是错误的（阅读规范）。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof

【解决方案5】：

Sizeof 只能应用于完全定义的类型。编译器将能够在编译时确定大小（例如，如果您有类似 int foo[8]; 的声明），或者它将能够确定它必须添加代码来跟踪变量的大小-length 数组（例如，如果您有类似 int foo[n+3]; 的声明）。

与此处的其他答案相反，请注意，从 C99 开始，sizeof() 不一定必须在编译时确定，因为数组可能是可变长度的。

【讨论】：

谈论自我实现的预言 :)
这不是真的。在编译时不处理可变长度数组 sizeof 调用。您应该更新您的答案或将其删除。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof
@xaxxon：对于 3 年前发布的问题的每个答案，您都不应该向 cmets 发送垃圾邮件。尤其是当 3 年前在 cmets 中就问题本身进行了关于 VLA 的讨论时。

【解决方案6】：

导致您难以理解这一点的问题可能是因为您混淆了数组和指针，正如许多人所做的那样。但是，数组不是指针。 double da[10] 是一个由十个 double 组成的数组，而不是 double*，当您要求它评估 sizeof(da) 时，编译器肯定知道这一点。编译器知道sizeof(double)，你不会感到惊讶吗？

数组的问题在于，它们在许多情况下会自动衰减为指向其第一个元素的指针（例如当它们被传递给函数时）。但是，数组是数组，指针是指针。

【讨论】：

+1 用于解释这里常见误解的根源。
完全正确，sbi。 Peter van der Linden 的杰出著作“Expert C Programming”的第 4、9 和 10 章很好地区分了指针和数组。见鬼，第 4 章的标题是“令人震惊的真相：C 数组和指针不一样”，正如 sbi 所说。它用 15 页来讨论这个主题。查看目录，尤其是。通道。 4、9 和 10：books.google.com/…
所以你说，“你不会对编译器知道 sizeof(double) 感到惊讶吗？”因为编译器看到声明并将其与适当的数据类型相匹配。所以编译器看到声明double da[10]，然后在代码中看到sizeof(da)，编译器说，“啊哈，我知道da是一个由10个doubles组成的数组，因为我可以看到声明在第 8 行列出数组的大小。”所以编译器在编译时从源代码本身推导出数组的大小。我知道了，谢谢！
@sbi 我的问题是“在fgets 中的while 中使用a*b+c 或sizeof(arr) 是否最佳？”现在我知道了。谢谢。

【解决方案7】：

sizeof operator“知道”所有原子数据类型的大小，因为结构、联合和数组只能通过组装原子类型来构造，因此很容易确定任何类型数组的大小。它使用基本算法来确定复杂类型（在编译时）。

【讨论】：

【解决方案8】：

引用wiki:

这是我们的责任编译器的作者来实现 sizeof 运算符以特定的方式和对于给定的实现是正确的语言。 sizeof 运算符必须考虑到底层实现内存分配方案获得各种数据类型的大小。大小为通常是编译时运算符，它表示在编译过程中，sizeof 并且它的操作数被替换为结果值。这在由 C 生成的汇编语言代码或 C++ 编译器。为此原因， sizeof 有资格作为运算符，甚至虽然它的使用有时看起来像函数调用。

【讨论】：

虽然这是真的，但它并没有真正回答 OP 的问题。

【解决方案9】：

sizeof 在编译时被解释，编译器知道数组是如何声明的（因此它占用了多少空间）。在动态分配的数组上调用 sizeof 可能不会达到您想要的效果，因为（正如您提到的）未指定数组的终点。

【讨论】：

很确定这不是真的，根据对问题本身的讨论以及阅读规范 - 至少对于现代 C 而言。最好删除这个答案。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof
@xaxxon：标准没有明确说它是在编译时评估的，但它确实说sizeof 不评估它的操作数。操作数表达式只对编译器有意义，所以它真的是唯一可以实现的地方。 VLA 由编译器间接处理。编译器已经必须生成代码来计算为 VLA 分配多少空间（数组成员大小 * 某个变量），因此它可以将该数字重新用于该 VLA 上的任何 sizeof 调用。

【解决方案10】：

如果您在局部变量上使用sizeof，它会知道您声明了多少个元素。如果您在函数参数上使用sizeof，它不知道；它将参数视为指向数组的指针，sizeof 给出指针的大小。

【讨论】：

它确实知道。参数是一个指针（指向第一个元素，而不是数组），编译器知道指针的大小。 C 没有数组参数。

【解决方案11】：

Sizeof 是编译时运算符；它拥有与编译器一样多的信息。（显然编译器确实知道数组的大小）。

这就是为什么如果你在一个指针上调用sizeof 你会得到指针的宽度，而不是指针指向的数组的大小。

【讨论】：

那么，（几年没用过C++了），如果你请求sizeof并取消引用指向数组的指针会发生什么？ sizeof 会简单地失败，还是会查找它记录的有关数组大小的内容并返回？
如果取消引用指针，您将获得对数组存储的对象的引用，并且 sizeof 将返回该引用。 int a[5]; int *p = a; assert(sizeof(*p) == sizeof(int);
这不是真的。在编译时不处理可变长度数组 sizeof 调用。您应该更新您的答案或将其删除。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof
@xaxxon：在这里我们达到了语言不一致的地步。在 C++14 中，尽管添加了堆栈分配的可变长度内置数组，但它仍然是编译时运算符。在 C99 中，它不是编译时间，但我认为 use 并没有流行起来，因为它在 C11 中是可选的，并且根本不受主要编译器之一的支持。当区别对所提出的问题没有影响时，我认为没有任何理由为初学者混淆一个很少使用的语言功能的答案。而且，当我在 3 年前写下答案时。
是的，我们需要阻止人们将东西标记为 C 和 C++，因为这意味着你不知道发生了什么。

【解决方案12】：

编译器知道您的应用程序中每种类型的大小，sizeof 只是请求编译器为您生成该值。

【讨论】：

这不是真的。在编译时不处理可变长度数组 sizeof 调用。您应该更新您的答案或将其删除。 en.wikipedia.org/wiki/Sizeof
@xaxxon：到目前为止，可变长度数组在 C++ 中是无效的，所以答案是：所有有效的 C++ 类型的大小是在编译时计算的。上次会议向委员会提出了 C++ 的可变长度数组，该提案得到了好评，但在下一个标准 (C++14) 获得批准之前，这将不是有效的 C++。即使使用 VLA，编译器也知道大小（它知道创建数组的表达式，因此它可以将数字保存在一边），因为 VLA 无法限制编译器可以注入的函数的范围在需要的地方使用相同的值。